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SOMMAIRE PRESENTATION GENERALE... 4 1. Avantages d'un système automatique de lavage... 4 2. Pourquoi un système de gestion à carte à puce?... 4 3. Les bornes... 5 4. Les cartes... 5 4.1. Les cartes "JETON"... 5 4.2. Les cartes "UNITES"... 5 5. Les systèmes de lavage... 6 5.1. Le lavage haute pression... 6 5.2. Le lavage à rouleaux... 6 LES DIAGRAMMES SAGITTAUX DU SYSTEME... 8 1. Programmation de la carte A puce par le chef de station... 8 2. Utilisation de la carte de lavage par le client... 8 PRESENTATION DE L OBJET TECHNIQUE... 9 1. Analyse fonctionnelle externe du produit... 9 2. Vue d ensemble du lecteur... 10 3. Principe de fonctionnement...11 4. Caractéristiques techniques...11 L OBJET TECHNIQUE : BORNE DE CONTROLE CARTE DE LAVAGE... 12 1. Fonctions d usage... 12 2. Schéma fonctionnel de niveau 2... 12 ETUDE FONCTIONNELLE DE 1 ER DEGRE... 13 1. Schéma fonctionnel de 1 er degré... 13 2. Description des fonctions principales... 14 ETUDE DE LA FONCTION FP1 "LECTURE, ECRITURE GESTION ET ANALYSE"... 15 1. Schéma fonctionnel... 15 2. Particularités de la carte à puce... 15 3. Définition des signaux... 16 4. Algorigrammes... 17 Page n 2/35
ETUDE DE LA FONCTION FP2 "INTERFACE UTILISATEUR"... 19 1. Schéma fonctionnel de second degré de FP2... 19 2. Fonction FS2.1 : "Acquisition et encodage commandes"... 19 2.1. Cahier des charges... 19 2.2. Description des entrées/sorties... 19 2.3. Schéma fonctionnel de degré 3 de FS2.1 "Acquisition et encodage commandes"... 20 2.4. Fonction FS2.1.1 "Acquisition commandes"... 20 2.5. Fonction FS2.1.2 "Suppression rebonds"... 20 2.6. Fonction FS2.1.3 "Encodage et détection appui sur une touche"... 20 3. Fonction Fs2.2 "affichage"... 21 3.1. Cahier des charges... 21 3.2. Description des entrées/sorties... 21 ETUDE DE LA FONCTION FP3 "TRACTION/RESTITUTION DE LA CARTE A PUCE"... 22 1. Schéma fonctionnel de second degré de la fonction FP3... 22 2. Fonctionnement... 22 3. Signaux du lecteur motorisé à interfacer avec le 68HC11... 23 4. Fonction FS3.1 "Détection carte"... 23 5. Fonction FS3.2 "Production d'un signal carré "... 24 6. Fonction FS3.3 "Commande puissance moteur"... 24 7. Fonction FS34 : "Commande électroaimant"... 24 ETUDE DE LA FONCTION FP4 "PRODUCTION DE MESSAGES VOCAUX"... 25 1. Rôle de la fonction FP4... 25 2. Schéma fonctionnel de 2 nd degré... 27 3. Fonction FS4.1 "Production d'un signal carré"... 28 4. Fonction FS4.2 "Elaboration des signaux de commande"... 28 5. Fonction FS4.3 "Génération du signal d'échantillonnage"... 28 6. Fonction FS4.4 "Génération du signal de commande lecture"... 29 7. Fonction FS4.5 "Comptage"... 29 8. Fonction FS4.6 "Mémorisation des messages vocaux"... 29 9. Fonction FS4.7 "Conversion numérique - analogique"... 30 10. Fonction FS4.8 "Filtrage"... 30 11. Fonction FS4.9 "Amplification audio"... 31 12. Fonction FS4.10 "Transduction électrique / acoustique"... 31 SCHEMAS STRUCTURELS... 32 Page n 3/35
PRESENTATION GENERALE Laver sa voiture ne doit plus être une contrainte. C'est de cette observation que sont issues les stations de lavage pour automobile. 1. AVANTAGES D'UN SYSTEME AUTOMATIQUE DE LAVAGE Indispensable pour le citadin qui ne saurait où laver sa voiture. Ecologique, on utilise en effet moins d'eau que lors d'un lavage domestique et les produits sont aujourd'hui biodégradables. Efficace, les produits sont généralement puissants (à base de soude). Rapide, un lavage excède rarement 15 minutes. Simple, l'utilisateur à relativement peu de chose à faire. 2. POURQUOI UN SYSTEME DE GESTION A CARTE A PUCE? Depuis quelques années les cartes à puces se sont multipliées dans nos portefeuilles. Quels en sont les avantages pour le client et pour le prestataire de service? Il n'a pas besoin de monnaie. Le client Si en plus, il s'agit d'une carte d'abonnement : Le prestataire Le système ne contient pas d'argent, moins de dégradation et de vandalisme. Les cartes d'abonnement lui permettent de fidéliser les clients face à une concurrence nombreuse. Avantageux : Il bénéficie de remises par rapport au prix d'un lavage acheté au détail. Pratique : Il évite les files d'attente à la caisse. Souple : Il utilise son crédit d unités selon ses besoins, en choisissant le type de lavage et le programme qu'il souhaite. Page n 4/35
3. LES BORNES Le système étudié est un lecteur de carte à puce utilisé principalement dans les bornes de station de lavage d automobile. La borne est un système de paiement qui permet de contrôler l utilisation de portiques mono ou multi lavages par l intermédiaire de cartes à puce. 4. LES CARTES Les cartes sont en PVC au format cartes de crédit. Elles sont livrées vierges d information et devront être enregistrées sur cette même borne par l intermédiaire de programmes accessibles uniquement par le responsable. Deux types de cartes sont disponibles. 4.1. Les cartes "JETON"» C'est une carte à usage unique pour l'utilisateur. Elle correspond à un service. Elle n'est pas restituée au client mais récupérée par le prestataire qui peut alors la reprogrammer suivant les besoins. 4.2. Les cartes "UNITES" C'est une carte qui contient un certains nombre d'unités (18 36 ou 54) réutilisable par le client. Elle lui est donc restituée tant qu'elle n'est pas épuisée et valable dans l'ensemble des stations de la chaîne. Un certain nombre de ces unités est débité à chaque utilisation suivant la prestation choisie. Unités Tarif 18 12,50 36 24,00 54 34,50 De plus, la borne permet d obtenir différentes statistiques et programmation : Compteur d utilisation pour chaque lavage. Programmation des prix des lavages avec possibilité de prix différents selon les jours et heures d utilisation. En option il est possible d intégrer une synthèse vocale annonçant des messages de bienvenue, d aide à l utilisation, de remerciements. Page n 5/35
5. LES SYSTEMES DE LAVAGE Il en existe 2 : Le lavage haute pression, pour les amoureux du détail, régie par 4 étapes. Le lavage automatique à rouleaux. On dispose de 5 programmes prédéfinis. 5.1. Le lavage haute pression Idéal, pour les amoureux du détail, celui-ci est disponible par l'intermédiaire d'une carte à puce «jeton» ou «unité». Pour les premières, la carte autorise l'utilisation du lavage haute -pression pendant 4 minutes pour un coût de 3. Le client est libre de répartir ce temps à sa convenance entre les 4 étapes : 1 - Prélavage haute pression ; 2 - Lavage avec une «mousse active» ; 3 - Rinçage haute pression ; 4 - Finition avec de l'eau déminéralisée. 5.2. Le lavage à rouleaux Pour les personnes recherchant l'efficacité sans perdre de temps, mais aussi pour tous les professionnels, pour qui la voiture est avant tout un outil de travail. Nom Prestations Atout Spécificité Résultat 1 SOLO Lavage Rapidité Action simultanée des rouleaux et du shampoing. Élimine les principales salissures 2 DUO Lavage + Séchage Rapidité Finition Le véhicule est séché après le lavage. Le séchage évite les traces de calcaire ou autres minéraux et la fixation de la poussière sur une carrosserie humide. 3 TRIO Mousse active + Lavage + Séchage Nettoyage intense Un prélavage avec une mousse active Facilite la dissolution des traces les plus tenaces 4 QUATRO Mousse active + Lavage + Séchage + Cire lustrante Nettoyage intense Brillance Protection Une cire est déposée sur la carrosserie Redonne de l'éclat à votre carrosserie tout en la protégeant et prolonge l'efficacité du lavage dans le temps. 5 MAESTRO Mousse active + Lavage + Séchage + Cire lustrante + Lavage châssis Nettoyage intégral Brillance Protection Nettoyage du châssis Préserve le traitement anti-corrosion après une utilisation sur route neigeuse, boueuse, sablées etc.... Tableau des coûts : Page n 6/35
Programme Carte «jeton» (en ) Carte «Unité» (en unités) 1 - SOLO 2,5 3 2 - DUO 4 5 3 - TRIO 6 7 4 - QUATRO 7,5 8 5 - MAESTRO 9 10 Page n 7/35
LES DIAGRAMMES SAGITTAUX DU SYSTEME 1. PROGRAMMATION DE LA CARTE A PUCE PAR LE CHEF DE STATION Ordinateur L4' Le client achète une carte L2 L2' L4 L5 Carte de lavage Le responsable de station (RDS) programme une carte et encaisse le montant de la transaction Responsable L1 L6 L3 Client L'ordinateur utilisé par le RDS pour programmer la carte désirée La carte de lavage vierge puis programmée. Elle contient soit le programme de lavage, soit le nombre L1 : Demande de carte et paiement L2, L'2: Echange RDS Ordinateur afin de sélectionner le type de programmation choisie. L3 : Insertion de la carte dans l'ordinateur L4, L4' : Echange ordinateur carte pour l'opération de programmation L5 : Restitution de la carte au RDS L6 : Remise de la carte au client (avec éventuellement sa monnaie) 2. UTILISATION DE LA CARTE DE LAVAGE PAR LE CLIENT Client / Carte de lavage L2 L1 L3 Borne de contrôle Carte de lavage L5 L4 Automate de lavage L6 L7 Responsable Voiture L1 : Insertion de la carte dans le lecteur motorisé, restitution de la carte dans le cas d une carte unités. L2 : Informations visuelles et sonores permettant le choix du programme. L3 : Sélection du programme de lavage par le client. L4 : le lecteur pilote l automate de lavage afin de délivrer le service commandé. L5 : Indication de fin de lavage renvoyée par l automate. L6 : Le responsable de station récupère les cartes «jeton» usagées. L7 : Détection du véhicule. Page n 8/35
PRESENTATION DE L OBJET TECHNIQUE L objet technique est un lecteur encodeur compact et robuste pour cartes à puce. Il peut être utilisé dans une large gamme d applications, particulièrement dans les environnements difficiles tels que les systèmes de lavage (notre étude) ou de parking. Conçu pour simplifier la maintenance, la majorité des éléments, dont le connecteur de carte à puce, est remplaçable sur le site. Le lecteur peut éjecter la carte vers l avant ou l arrière avec une vitesse de la carte de 35 cm/seconde. Un volet anti-arrachement réduit les risques de fraude lors d une éjection arrière des cartes. 1. ANALYSE FONCTIONNELLE EXTERNE DU PRODUIT Pour valider le service demandé dans des stations de lavage, il a fallu concevoir un système capable de supporter toutes les contraintes liées au produit. Normes Fraudeur FC3 FC7 Servic Energi e FC2 FC5 Environnement LECTEUR DE CARTES A PUCE Carte à FC1 FC6 FC4 FP Utilisateu Ordinateu r local FP FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 FC6 FC7 Valider le service demandé : Lire et encoder les informations de lavage sur la carte à puce S adapter aux différentes cartes à puce S adapter à la source d énergie Résister aux fraudeurs Etre d utilisation aisée Résister à l environnement S adapter à l ordinateur local Respecter les normes Page n 9/35
2. VUE D ENSEMBLE DU LECTEUR Poulie motrice Volet antiarrachement Moto réducteur Flasque droit Galet presseur Galet tendeur Bec Poulies réceptrices Ensemble levier basculeur + connecteur Electroaimant Galets d entraînement Page n 10/35
3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Lorsqu une carte est présentée à l entrée du lecteur le capteur optique 1 la détecte. Ceci entraîne le démarrage du moteur en marche avant afin d introduire la carte dans le lecteur. La mise sous tension du moteur entraîne la rotation du premier galet entraîneur par l intermédiaire du système poulie courroie. Le capteur 2, situé après le premier galet indique la position de la carte. Ceci va générer le démarrage du cycle de positionnement automatique de la carte afin de placer celle ci sous le connecteur. Cycle correspondant à une rotation alternative du moteur jusqu'à ce que le capteur 3 indique que la carte est bien positionnée. Une fois positionnée, le moteur s arrête et le connecteur vient se positionner sur la puce afin de décoder et/ou d encoder les informations contenues dans la puce. Enfin, la carte va être éjectée en fonction de son type : Si la carte est une carte de type jeton le moteur redémarre en marche avant et éjecte la carte à l arrière par l intermédiaire du deuxième galet entraîneur. Si la carte est de type unité le moteur redémarre en marche arrière et éjecte la carte à l avant par l intermédiaire du premier galet entraîneur. Dans ce cas l utilisateur pourra récupérer sa carte pour une prochaine utilisation. 4. CARACTERISTIQUES TECHNIQUES Alimentation (connecteur HE10 26 pins compatible TTL) : 24 V DC / 200 ma au repos. Max : 450 ma. Dimensions : Hauteur = 93 mm, largeur = 110 mm, profondeur = 138mm. Spécification des cartes : Accepte les cartes conformes aux normes ISO 7810, 7813 et 7816. Page n 11/35
L OBJET TECHNIQUE : BORNE DE CONTROLE CARTE DE LAVAGE 1. FONCTIONS D USAGE Avaler, positionner et éjecter la carte de lavage. Acquérir le choix du programme fait par l utilisateur par l intermédiaire du clavier. Gérer les actions à effectuer en fonction des choix de l utilisateur et des données de la carte de lavage. Commander l automate de lavage Générer des messages vocaux. Afficher les informations permettant le contrôle du fonctionnement. Modifier les données sur la carte de lavage. 2. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU 2 Commandes utilisateur Acquisition Programme sélectionné Consignes automate Informations sonores Carte de lavage Positionnement carte Carte de lavage positionnée Information s Traitement des informations Commandes consigne Communication avec l utilisateur Ejection de la carte Informations visuelles Carte de lavage modifiée ou non Page n 12/35
ETUDE FONCTIONNELLE DE PREMIER DEGRE 1. SCHEMA FONCTIONNEL DE PREMIER DEGRE Secteur EDF 230 V 50 Hz Alimentation FA 5 V 0 V 24 V Lecture, Ecriture Gestion et analyse E_AFF RS_AFF D 0..D 7 4 T_clav Clav 1 à Clav 3 LECT_MES 2 MSG 1,MSG 0 Interface utilisateur FP2 Production de messages vocaux FP4 Informations visuelles Commandes utilisateur Choix F Message Vocal FIN_MES Appui Vocal BP FP1 Automate S 1, S 2, S 3 3 COK Commande déplacement Informations OP 1, OP 2, OP 3 3 Traction/restitution carte FP3 OUT 1, OUT 2, CNT 3 3 Position Initiale CARTE DE LAVAGE (CARTE A PUCE) Position Finale Page n 13/35
2. DESCRIPTION DES FONCTIONS PRINCIPALES FP1 Lecture, Ecriture, Gestion et analyse Cette fonction réalise : La lecture des données stockées dans la carte à puce L écriture de données sur la carte à puce Elle commande les différentes interfaces en fonction de ces données FP2 Interface utilisateur Cette fonction affiche au client la marche à suivre pour sélectionner le programme désiré. Le client choisit le programme et le valide ou l annule en appuyant sur les touches correspondantes. FP3 Traction/restitution carte Cette fonction assure le maintien et le déplacement horizontal de la carte de lavage lors des différentes phases de son traitement. Le titre est déplacé par un ensemble courroie / motrice maintenu en tension. FP4 Production de messages vocaux Ces messages ont pour rôle de guider l'utilisateur lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile. Le rôle de cette fonction au sein de l'objet technique est de : mémoriser 4 messages vocaux préalablement numérisés, sur sollicitation, restituer sous forme sonore un message vocal parmi ceux mémorisés. FA Alimentation Distribuer en énergie électrique et en toute sécurité, l ensemble du système. Générer les tensions suivantes : 5V ; 0V ; 24V Page n 14/35
ETUDE DE LA FONCTION FP1 "LECTURE, ECRITURE GESTION ET ANALYSE" 1. SCHEMA FONCTIONNEL Lecture, Ecriture Gestion et analyse 4 8 2 E_AFF RS_AFF D 0..D 7 T_clav Clav 1 à Clav 3 LECT_MES MSG 1, MSG 0 Automate FP1 Informations S 1, S 2, S 3 3 4 Commandes déplacement 2. PARTICULARITES DE LA CARTE A PUCE La carte à puce utilisée est une carte de type SLE4432. Elle dispose, entre autre, d une mémoire principale sur laquelle sont stockées les données propres au système : précision du type de carte (crédit ou jeton), nombre d unités, date de création de la carte Le constructeur utilise également la mémoire principale pour y faire apparaître son identifiant (signature électronique). Le programme analyse cet identifiant ce qui permet de certifier que les cartes ont bien été programmées par l industriel. Sur la mémoire principale de la carte à puce, on peut trouver les informations décrites plus hauts aux adresses suivantes : Le type de carte : adresse $40 (si la valeur contenue à cette adresse est $00, il s agit d une carte jeton, inversement si la valeur contenue à cette adresse est $01, il s agira d une carte crédit) Nombre d unités sur la carte : adresse $41 Identifiant de l industriel : adresse $11 Page n 15/35
3. DEFINITION DES SIGNAUX Signal E_AF RS_AFF D 0 à D 7 T_clav Clav 1 à Clav 3 LECT_MES MSG 1, MSG 0 Automate Information Rôle Signal logique (PC1) de validation de la commande transmise à l afficheur, actif au front descendant Signal logique (PC0) indiquant à l afficheur la nature des informations transmises sur les signaux D 0 à D 7 : RS_AFF = 0 : Instruction transmise RS_AFF = 1 : Caractère transmis Mot de 8 bits (PB0 à PB7) représentatif de la commande transmise à l afficheur (instruction ou caractère). T_clav : Signal logique (PE3) signifiant l appui sur un bouton poussoir du clavier Clav 1 à Clav 3 : Signaux logiques (PE0 à PE2), identifiant le bouton poussoir sélectionné Signal binaire d amplitude +5V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture du message vocal Ces 2 bit permettent de sélectionner un message vocal parmi les 4 mémorisés. Signal non étudié permettant le dialogue avec l automate de lavage. Ce signal représente le dialogue entre la carte à puce et le lecteur LCPM1 Signaux en provenance des capteurs optiques : S 1, S 2, S 3 S 1 : Signal logique de niveau haut en cas d absence ; de carte niveau bas si présence de carte Commandes déplacement S 2 : Signal logique de niveau haut en cas d absence ; de carte niveau bas si présence de carte Signal correspondant à AUTO, CEL, MAV, MAR permettant de positionner la carte à puce à la position souhaitée Page n 16/35
4. ALGORIGRAMMES Prog2006 Initialisation Ports + gestion Affichage Positionnement automatique et vérification carte Carte Valide? Désactivation aimant Restitution carte avec message carte non valide Carte Jeton? Lavage Jeton Lavage Crédit Capture carte Ejection carte Page n 17/35
Lavage crédits Lavage Jetons Affichage "Choix Programme de Lavage Lecture touche appuyée et affichage du programme sélectionné Abaissement électroaimant Abaissement électroaimant Lecture du programme de lavage Désactivation électroaimant Exécution et affichage programme de lavage Décrémentation et vérification nombre de crédits Fin Lavage jetons Affichage crédits restants Crédits suffisants Exécution et affichage programme de lavage Affichage "Nombre de crédits insuffisant" Fin Lavage crédits Page n 18/35
ETUDE DE LA FONCTION FP2 "INTERFACE UTILISATEUR" 1. SCHEMA FONCTIONNEL DE SECOND DEGRE DE FP2 Commandes utilisateur Acquisition et encodage commandes 4 T_clav FS2.1 Clav 1 à Clav 3 E_AFF RS_AFF D 0..D 7 8 Affichage FS2.2 Informations visuelles sur le fonctionnement de la station de lavage 2. FONCTION FS2.1 : "ACQUISITION ET ENCODAGE COMMANDES" Cette fonction réalise l acquisition et l encodage des commandes de l utilisateur grâce à 6 boutons poussoirs (prog1, prog2, prog3, prog4, prog5, Valid). 2.1. Cahier des charges Le clavier est composé de 6 touches ergonomiques permettant la sélection du programme choisi, l annulation et la validation. Ces 6 touches sont encodées par FS2.1.3 afin de minimiser le nombre de connexions avec FP1. La solution retenue pour FS2.1.3 doit occuper un minimum de place sur la carte électronique tout en étant la moins chère possible. 2.2. Description des entrées/sorties Entrées Commandes utilisateur T_clav Sorties Clav 1 à Clav 3 Actions sur les boutons poussoirs. Les boutons poussoirs sont actifs lorsque l'on effectue une pression Signal logique (PE3) signifiant l appui sur un bouton poussoir du clavier Signaux logiques (PE0 à PE2), à destination de FP1 identifiant le bouton poussoir sélectionné Page n 19/35
2.3. Schéma fonctionnel de degré 3 de FS2.1 "Acquisition et encodage commandes" Commandes utilisateur Acquisition commandes 6 Suppression rebonds 6 Encodage et détection appui sur une touche 4 FS2.1.1 BP_Prog 1 à BP_Valid FS2.1.2 Prog1F à ValidF FS2.1.3 T_clav Clav 1 à Clav 3 2.4. Fonction FS2.1.1 "Acquisition commandes" Cette fonction génère des informations binaires représentatives de l'état des 6 boutons poussoirs (prog1, prog2, prog3, prog4, prog5, Valid). Entrées Commandes utilisateur Sorties BP_Prog 1 à BP_Valid Actions sur les boutons poussoirs. Les boutons poussoirs sont actifs lorsque l'on effectue une pression Signaux logiques représentatifs de la position des boutons poussoirs Bouton Prog 1 Niveau logique du signal BP_Prog 1 Appuyé Niveau logique haut (5 V) Relâché Niveau logique bas (0 V) 2.5. Fonction FS2.1.2 "Suppression rebonds" Cette fonction filtre les signaux logiques issus de FS2.1.1 afin d éliminer les rebonds éventuellement générés lors de l appui sur les boutons poussoirs. Entrées BP_Prog 1 à BP_Valid Sorties Prog1F à ValidF Signaux logiques représentatifs de la position des boutons poussoirs Signaux logiques filtrés 2.6. Fonction FS2.1.3 "Encodage et détection appui sur une touche" Cette fonction encode les signaux logiques issus de FS2.1.2 afin de minimiser le nombre de connexions de la carte affichage clavier avec FP1. Entrées Prog1F à ValidF Signaux logiques filtrés Sorties T_clav Clav 1 à Clav 3 Signal logique (PE3) signifiant l appui sur un bouton poussoir du clavier Signaux logiques (PE0 à PE2), à destination de FP1 identifiant le bouton poussoir sélectionné Page n 20/35
Prog1F Prog2F Prog3F Prog4F Prog5F ValidF T_clav Clav 3 Clav 2 Clav 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 3. FONCTION FS2.2 "AFFICHAGE" Cette fonction permet l affichage du programme sélectionné, ainsi que de l état d avancement su programme. 3.1. Cahier des charges L afficheur doit pouvoir afficher les messages suivants : "Veuillez insérer une carte de lavage" "Choix programme 1 2 3 4 5" "Lavage en cours" Il doit donc afficher des caractères alphanumériques sur 2 lignes de 16 caractères chacune. 3.2. Description des entrées/sorties Entrées Sorties RS_AFF E_AFF D0 à D7 Informations visuelles Signal logique (PC0) issu de FP1 indiquant à l afficheur la nature des informations transmises sur les signaux D0 à D7. RS_AFF = 0 : Instruction transmise RS_AFF = 1 : Caractère transmis Signal logique (PC1) de validation de la commande transmise à l afficheur, actif au front descendant Mot de 8 bits (PB0 à PB7) représentatif de la commande transmise à l afficheur (instruction ou caractère) Informations visuelles du programme sélectionné ainsi que de l état de l automate de lavage Page n 21/35
ETUDE DE LA FONCTION FP3 "TRACTION/RESTITUTION DE LA CARTE A PUCE" 1. SCHEMA FONCTIONNEL DE SECOND DEGRE DE LA FONCTION FP3 AUTO, CEL, MAV, MAR S 3 4 Production du signal de commande COK P 33 FS3.2 S 1, S 2 2 Détection carte 3 IN 1, IN 2, EN P 23 OP 1, OP 2, OP 3 3 FS3.1 Commande puissance moteur Commande électroaimant FS3.3 FS3.4 FP2 2 OUT 1, OUT 2 CNT 3 2. FONCTIONNEMENT Le fait qu'une carte est insérée dans le lecteur est indiqué par le passage à '0' du signal S 1. La carte de lavage est une carte de type carte à puce. Un positionnement automatique doit alors être demandé afin de positionner la puce sous le connecteur carte à puce. L'indication position correcte est acquise lorsque le signal S 3 passe à '0' (capteur optique S 3 activé). Le programme peut alors ordonner (CEL = 0) la commande de l'électro-aimant afin de mettre en contact la carte et son connecteur. Après un délai d'environ 50 ms, le signal COK passe à '0' indiquant que la carte est prête pour une communication. Une fois la communication terminée, il faut relever le connecteur de carte à puce (CEL = 1) et à activer le moteur en marche avant ou marche arrière suivant que l'on désire faire sortir la carte par l'arrière (MAV = 0) dans le cas d'une carte crédit ou par l'avant (MAR = 0) pour une carte jeton. Page n 22/35
3. SIGNAUX DU LECTEUR MOTORISE A INTERFACER AVEC LE 68HC11 Nom du signal Descriptif Port 68HC11 Configuration du port Broche lecteur S 1 capteur optique n 1 PA2 Entrée 5 S 2 capteur optique n 2 PA1 Entrée 6 S 3 capteur optique n 3 PA0 Entrée 7 CEL Commande électro-aimant PA3 Sortie 12 AUTO Positionnement automatique PA4 Sortie 13 MAV Marche avant PA5 Sortie 14 MAR Marche arrière PA6 Sortie 15 C 2 Reset de la carte à puce PC2 Sortie 21 C 3 Horloge de la carte à puce PC3 Sortie 19 C 7 Contact S7 de la puce (I/O) PC4 Entrée / Sortie 18 COK Connecteur en contact avec la puce PC5 Entrée 11 S 4 Ejection arrière terminée PC6 Entrée 8 4. FONCTION FS3.1 "DETECTION CARTE" Le rôle de cette fonction est de détecter si l utilisateur présente une carte dans le lecteur, mais aussi de détecter la position de la carte dans le lecteur. Entrées OP 1, OP 2, OP 3 Sorties P 33 S 1 S 2 Signaux logiques indiquant la présence ou non de carte en différents points du lecteur Signal logique de niveau bas en cas d absence de carte. Niveau haut si présence de carte. Signal logique de niveau haut en cas d absence de carte. Niveau bas si présence de carte. Signal logique de niveau haut en cas d absence de carte. Niveau bas si présence de carte. Page n 23/35
5. FONCTION FS3.2 "PRODUCTION DU SIGNAL DE COMMANDE" Le rôle de cette fonction est de générer des signaux logiques dépendant de la position de la carte. Entrées AUTO CEL MAV MAR P 33 Signal logique (0 V - 5 V). Un NL0 lance un positionnement automatique Signal logique (0 V - 5 V) de commande de l électroaimant. Un NL0 abaisse le connecteur Signal logique (0 V - 5 V) de commande de la marche avant. Un NL0 commande la marche avant du moteur Signal logique (0 V - 5 V) de commande de la marche arrière. Un NL0 commande la marche arrière du moteur Voir FS3.1 IN 1, IN 2, EN Signaux logiques (0 V - 5 V) Sorties P 23 Signaux logiques (0 V - 5 V) S 3 Connexion OK : Information logique de bon positionnement. Un NL0 indique que la carte est prête pour une communication 6. FONCTION FS3.3 "COMMANDE PUISSANCE MOTEUR" Le rôle de cette fonction est d adapter en puissance le signal de commande du moteur et de permettre une inversion de polarité aux bornes du moteur. Entrées IN 1, IN 2, EN Voir FS3.2 Sorties OUT 1, OUT 2 Tension électrique modulée (0 V - 24 V) 7. FONCTION FS34 : "COMMANDE ELECTROAIMANT" Le rôle de cette fonction est d adapter en puissance le signal pilotant l électroaimant. Entrée P 23 Voir FS3.2 Sortie CNT 3 Signal logique (0 V - 24 V) Page n 24/35
ETUDE DE LA FONCTION FP4 "PRODUCTION DE MESSAGES VOCAUX" 1. ROLE DE LA FONCTION FP4 Le rôle de cette fonction au sein de l'objet technique est de : Mémoriser 4 messages vocaux préalablement numérisés. Sur sollicitation, restituer sous forme sonore un message vocal parmi les 4 mémorisés. Ces messages ont pour rôle de guider l'utilisateur lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile. La numérisation des messages vocaux peut se faire à l'aide du logiciel Microsoft Magnétophone fourni avec tous les systèmes d'exploitation Microsoft Windows récents, ou tout autre logiciel compatible avec le format de fichier Wave. Il faut toutefois veiller à bien respecter les paramètres d'échantillonnage suivants : Fréquence d'échantillonnage : 8000 Hz ou 11025 Hz. Taille de l'échantillon : 8 bits. Nombre de canaux : 1 (mono). La durée maximale du message numérisé est d'environ 11,9 secondes (à 11025Hz). Chronologie des évènements : L'ordre de lecture peut se faire de 2 manières différentes : Par l'intermédiaire du signal d'entrée LECT_MES : un passage à l'état haut de ce signal provoque la lecture du message vocal sélectionné. Il doit être maintenu à l'état haut pendant toute la durée du message car un passage prématuré à l'état bas provoque l'arrêt de la lecture. Le signal de sortie FIN_MES indique que le message a été lu dans son intégralité. Pour relancer une lecture, il faut auparavant repositionner le signal LECT_MES à l'état bas. Par l'intermédiaire du bouton-poussoir : la carte "message vocal" peut être testée en toute autonomie. Un appui sur le BP provoque la lecture du message (sélectionné par 2 cavaliers). Il doit être maintenu pendant toute la durée du message car un relâchement prématuré provoque l'arrêt de la lecture. Pour relancer une lecture, il faut relâcher le bouton-poussoir. Page n 25/35
LECT_MES Signal binaire d amplitude +5 V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture du message vocal Appui sur un BP Action manuelle de l'utilisateur provoquant la lecture du message vocal 2 bits qui permettent de sélectionner un message vocal parmi les 4 mémorisés Entrées MSG 1, MSG 0 MSG 1 MSG 0 Message vocal sélectionné 0 0 n 1 0 1 n 2 1 0 n 3 1 1 n 4 Sorties CHOIX_F FIN_MES Message vocal Signal binaire d amplitude +5 V. Ce signal permet de choisir la fréquence d'échantillonnage du message numérisé : CHOIX_F = 0 : f F_ECHAN = 8000 Hz CHOIX_F = 1 : f F_ECHAN = 11025 Hz Signal binaire d amplitude +5 V. Son passage à l'état haut indique la fin de lecture du message vocal Message sonore indiquant la marche à suivre lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile Page n 26/35
2. SCHEMA FONCTIONNEL DE SECOND DEGRE CHOIX_F Production d'un signal rectangulaire FS4.1 F_8MEG Génération du signal d'echantillonnage FS4.3 F_ECHAN Comptage FS4.5 FIN_MES N Mémorisation des messages vocaux numérisés 8 2 FS4.6 MSG 0 MSG 1 Appui sur le BP Elaboration des signaux de commandes FS4.2 LECT_MAN RESET Génération du signal de commande de lecture FS4.4 LECT Conversion Numérique/ Analogique FS4.7 AUDIO Filtrage FS4.8 AUDIO_F Carte Messages Vocaux LECT_MES Amplification audio AUDIO_A Transduction Electrique/ acoustique Message audio FS4.8 FS4.8 Carte Audio Page n 27/35
3. FONCTION FS4.1 "PRODUCTION D'UN SIGNAL CARRE" Cette fonction a pour rôle de générer un signal carré de fréquence 8 MHz servant à l'élaboration du signal de restitution du message numérisé. Sortie F_8MEG Signal périodique carré. Amplitude + 5 V, fréquence 8 MHz 4. FONCTION FS4.2 "ELABORATION DES SIGNAUX DE COMMANDE" Le but de cette fonction est d'élaborer les signaux de commande manuelle de lecture et de remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal à la mise sous tension. Entrée Appui sur le BP Action manuelle de l'utilisateur provoquant la lecture du message vocal Sorties LECT_MAN RESET Signal binaire d amplitude +5 V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture manuelle du message vocal Signal binaire d amplitude +5 V. Il provoque la remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal, actif à 0 pendant quelques µs à la mise sous tension de la carte 5. FONCTION FS4.3 "GENERATION DU SIGNAL D'ECHANTILLONNAGE" Cette fonction génère un signal d'échantillonnage dont le rôle est de cadencer la restitution du message vocal. La fréquence de ce signal peut prendre 2 valeurs : 8000 Hz ou 11025 Hz, selon la fréquence d'échantillonnage choisie lors de la numérisation du message vocal. Entrées Sortie F_8MEG CHOIX_F FIN_MES F_ECHAN Voir FS4.1 Signal binaire d amplitude +5 V. Ce signal permet de choisir la fréquence d'échantillonnage du message numérisé Signal binaire d amplitude +5 V. Son passage à l'état haut indique la fin de lecture du message vocal Signal périodique rectangulaire d amplitude +5V, fréquence : 8000Hz ou 11025Hz. Il cadence la restitution du message vocal ou Signal binaire figé à l'état haut lorsque FIN_MES = 1 Page n 28/35
6. FONCTION FS4.4 "GENERATION DU SIGNAL DE COMMANDE LECTURE" Cette fonction a pour rôle de générer un signal provoquant la lecture du message vocal. F_ECHAN Voir FS4.3 Entrées LECT_MAN Voir FS4.2 RESET Voir FS4.2 Sortie LECT Signal binaire d amplitude +5 V. Il provoque la lecture du message vocal : LECT = 0 : Lecture du message LECT = 1 : Remise à 0 de la chaîne de restitution du message vocal Nous avons LECT = 0 pour les conditions suivantes : RESET = 1 et (LECT _ MES = 1 ou LECT _ MAN = 1) 7. FONCTION FS4.5 "COMPTAGE" Le rôle de cette fonction est de générer un mot binaire de 17 bits. Ce mot binaire, qui est incrémenté à la même fréquence que la fréquence d'échantillonnage choisie (8000 Hz ou 11025 Hz), permet d'extraire les échantillons du message vocal numérisé. Cette fonction génère également un signal informant de la fin de lecture du message. Entrées Sorties LECT_MES LECT FIN_MES [A 16 A 0 ] Signal binaire d amplitude +5 V. Son passage à l'état haut ordonne la lecture du message vocal Voir FS4.4 Voir FS4.3 Mot binaire de 17 bits. Son incrémentation est cadencée par le signal d'échantillonnage choisi (8000 Hz ou 11025 Hz) tension de la carte 8. FONCTION FS4.6 "MEMORISATION DES MESSAGES VOCAUX" Le but de cette fonction est de mémoriser les échantillons numériques des 4 messages vocaux. Sur sollicitation, elle restitue un par un les échantillons, à la même fréquence que celle de l'incrémentation du mot binaire d'entrée. Page n 29/35
[A 16 A 0 ] Voir FS4.5 LECT Voir FS4.4 2 bits qui permettent de sélectionner un message vocal parmi les 4 mémorisés Entrées MSG 1, MSG 0 MSG 1 MSG 0 Message vocal sélectionné 0 0 n 1 0 1 n 2 1 0 n 3 1 1 n 4 Sorties [D 7 D 0 ] Mot binaire de 8 bits (1 octet). Echantillons numériques issus de la numérisation du message vocal. 256 valeurs possibles : de 00 h à FF h, si aucun son lors de la numérisation, prend la valeur 80 h 9. FONCTION FS4.7 "CONVERSION NUMERIQUE - ANALOGIQUE" Cette fonction a pour rôle de convertir chaque échantillon numérique du message vocal en une tension analogique. Ainsi, à un ensemble d'échantillons numériques consécutifs correspondra une tension analogique variable représentative d'un son à émettre. [D 7 D 0 ] Voir FS4.6 Entrées LECT Voir FS4.4 F_ECHAN Voir FS4.3 Sortie V AUDIO Tension analogique variable représentative d'un son à émettre. 256 valeurs possibles entre 0V et +4,98V 10. FONCTION FS4.8 "FILTRAGE" Cette fonction a pour but d'éliminer les signaux "parasites" que comporte la tension analogique représentative du son. Entrée V AUDIO Voir FS4.7 Sortie V AUDIO_F Tension analogique représentative d'un son à émettre, dépourvue de parasites Page n 30/35
11. FONCTION FS4.9 "AMPLIFICATION AUDIO" Le rôle de cette fonction est d'amplifier le signal analogique représentant le message vocal afin de le rendre compatible avec la fonction FS4.10. Entrée V AUDIO_F Voir FS4.8 Sortie V AUDIO_A Tension analogique représentative d'un son à émettre, dépourvue de parasites et amplifiée 12. FONCTION FS4.10 "TRANSDUCTION ELECTRIQUE / ACOUSTIQUE" Cette fonction réalise la conversion de la tension analogique variable représentative du message vocal en onde sonore audible (message vocal). Entrée V AUDIO_A Voir FS4.9 Sortie Message vocal Message sonore indiquant la marche à suivre lors de l'utilisation de la station de lavage pour automobile Page n 31/35
SCHEMA STRUCTUREL DE LA CARTE "CONNECTIQUE/AFFICHAGE" Page n 32/35
SCHEMA STRUCTUREL DE LA CARTE "MESSAGES VOCAUX" Page n 33/35
SCHEMA STRUCTUREL DE LA CARTE "AMPLI AUDIO" Page n 34/35
SCHEMA STRUCTUREL DE LA CARTE "COMMANDE MOTEUR" Page n 35/35