Projet Baccalauréat 2006 « Etape 6 » Robot optoguidé ÉTUDE DE

Projet Baccalauréat 2006
« Etape 6 »
ÉTUDE DE FS2.2 ET FS2.12
Robot optoguidé
I. Rappel fonctionnel de FS2.2 «Augmentation de la valeur crête à crête»
1) Rappeler le rôle de FS2.2 ainsi que la définition de ses entrées et sorties.
Entrée : Salve1 : Salve de 8 périodes
(durée de 25µs , tension initiale de 0V, tension d’impulsion de 5V)
10µs après le front descendant de TopDec (Tension entre salves : 0 V).
Entrée : Salve2 : Salve de 8 périodes
(durée de 25µs , tension initiale de 5V, tension d’impulsion de 0V)
22µs après le front descendant de TopDec (Tension entre salves : 0 V).
Sortie : Salveneg : Salve de 8 périodes en concordance de temps avec Salve2 :
0V de Salve 2 donne +10V pour Salveneg et 5V de Salve2 donne -10V pour Salveneg .
Sorties : SalveDif : Signal rectangulaire alternatif : Salve pos – Salve neg
Sortie : Salvepos : Salve de 8 périodes en concordance de temps avec Salve1 :
0V de Salve 1 donne +10V pour Salvepos et 5V de Salve1 donne -10V pour Salvepos .
II. Analyse expérimentale de FS2.2
2) Proposer un schéma de câblage ainsi qu’un mode opératoire permettant de visualiser les
signaux Salve1 et Salvepos en concordance de temps.
Il peut être souhaitable d'utiliser des sondes de tension.
Salve1 sur la voie 1
Salvepos sur la voie 2
Synchronisation voie 1 sur front montant
calibre 2V / div pour chaque voie.
bdt : 10µs par div pour tenter de voir une salve
Un problème de fenêtrage peut se poser ... c'est à dire une synchronisation du scope au mileu de la trame .... ce qui
n'est pas joli .... Si c'est le cas, il faudra se synchroniser sur topdec en synchro externe.
4) Proposer un schéma de câblage ainsi qu’un mode opératoire permettant de visualiser les
signaux Salve2 et Salveneg en concordance de temps.
Idem question précédente.
5) Impression de vos résultats.
6) Proposer un schéma de câblage ainsi qu’un mode opératoire permettant de visualiser les
signaux Salvepos et Salveneg en concordance de temps.
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Un signal sur chaque voie synchro externe sur topdec.
Prevoir un calibre tension suivant l'amplitude du signal et une base de temps : 25µs / div.
7) Impression de vos résultats.
8) Proposer un schéma de câblage ainsi qu’un mode opératoire permettant de visualiser les
Signaux Salveneg et Salvepos et de déduire Salvedif sur le même oscillogramme.
Avec les mêmes réglages que la question précédente, faire une soustraction des 2 voies.
9) Impression de vos résultats.
10) Commenter les résultats obtenus.
dsl ! pas pour le moment
III. Analyse des notices techniques
À l’aide de la notice technique du composant ST232CD et du transducteur ultrasonore 400ST,
Répondre aux questions suivantes :
11) Pour quelle utilisation est normalement prévu le composant ST232CD ?
Transmetteur pour liaison RS-232.
Le transducteur ultrasonore fonctionne sur le principe d’un HP : une membrane piézoélectrique vibre à 40kHz.
12) Pourquoi est-il judicieux d’utiliser le ST232CD pour commander l’émetteur ultrason ?
Ce composant va permettre de transformer des signaux 0-5V en signaux à valeur moyenne nulle (moins dommageable
pour l'emetteur à ultrason) et ce sans adjonction de tension négative. (Elle est créée par le composant).
13) Quelle est la valeur de la tension de sortie du ST232CD ?
La tension de sortie est de -10V ou +10V (niveau haut ou bas).
14) Cette valeur est elle compatible pour commander l’émetteur ultrason ?
La documentation donne 20Vrms max. Or un signal carré dans notre cas a une valeur efficace de 10V donc les signaux
sont compatibles.
IV. Rappel fonctionnel de FS2.12 « Élaboration tensions continues d’alimentation »
15) Rappeler le rôle de FS2.12 ainsi que la définition de ses entrées et sorties.
Entrée : DDP de tension égale à 0 V passant à 5 V pendant la durée comprise entre la fin du dernier front descendant
de Salve2 et le premier front descendant de Vdetect, c’est à dire entre la salve émise et la salve reçue (si pas de front
descendant de Vdetect alors la durée est de 18ms). Cette durée est donc fonction de la distance que l’onde ultrasonore
a effectuée entre l’émetteur et le récepteur (2 fois la distance les séparant des transducteurs ultrasonique).
Inhibe les tensions +10 V et –10 V pendant la phase de réception et de détection de l’onde ultrasonore (Tmesure
niveau haut) .
Entrée : 5V Tension continue de +5V régulée.
Sorties : +10 V et –10 V Conversions continus-continus (+5 V en +10 V et –10 V) : signaux parasités nécessitant
l’inhibition de leurs générations pendant la phase de mesure pour ne pas la perturber. La tension de – 10V est
maintenue à l’aide d’une réserve d’énergie.
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V. Analyse expérimentale de FS2.12
16) Proposer un schéma de câblage ainsi qu’un mode opératoire permettant de visualiser le
signal –10V.
17) Imprimer vos résultats en mode portrait en double exemplaires.
18) Commenter les résultats obtenus.
VI. Analyse théorique FS2.12
19) D’après la notice du ST232CD, était-il possible de prévoir une tension -10V à partir d’une tension 5V ?
Le composant contient un doubleur de tension permettant de passer de +5V à +10V et d'un inverseur perùettant la
création du -10V, donc les résulats étaient prévisibles.
20) Quelle est la technologie et le type du transistor TR1 (BC807)
C'est un transistor bipolaire sicilium PNP.
21) Si on suppose que TR1 fonctionne en commutation, quel sera l’effet sur le ST232CD :
- Si TR1 est bloqué ?
Le ST232CD n'est alors plus alimenté.
- Si TR1 est saturé ?
Le ST232CD est alimenté.
22) Justifier la présence de ce transistor avec l’analyse fonctionnelle.
C'est ce transistor qui permet l’inhibition de la génération des tensions d'alimentation parasitées pendant la phase de
mesure pour ne pas la perturber.
23) D’après la notice du ST232CD, quel est son courant d’alimentation ? En déduire la valeur de IC sat.
Son courant d'alimentation est compris entre 5 et 10mA. Il faut donc prévoir un courant Icsat de 10mA.
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24) Pour quelle valeur de VTmesure le transistor TR1 sera :
- Bloqué ?
S'agissant d'un transistor PNP une tension Vtmesure de 5V permettra son blocage.
- Saturé ?
S'agissant d'un transistor PNP une tension Vtmesure de 0V permettra sa saturation.
25) Flécher les courant IC et IB. Établir l’expression de IB.
Veb
IB
VTmesure
IC
IB =
5−Veb−VTmesure 
R203
26) D’après la notice du PIC 12F629, quelle est la valeur de VTmesure au niveau bas ?
VOLmax = 0.6V
27) D’après la notice du BC807, quelle est la valeur de son βmin et de son VEB ?
βmin = 100 et Vebsat = 1.2V
28)Calculer la valeur de IB réel lorsque VTmesure est au niveau bas
IB = (5-1.2-0.6)/1200 # 2.7mA
29) Rappeler la condition de saturation du transistor et en déduire la valeur de IB sat min (valeur
minimale du courant IB qui permet de saturer le transistor).
Ibsat min = Icsat / βmin = 10.10-3 / 100 = 100µA
30) En déduire l’état du transistor.
IB réel > Ibsat min donc le ransistor est bien saturé.
Éléments attendus dans le dossier de l'élève :
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o Relation entrée sortie de la fonction FS2.2.
o Schéma de mesures et modes opératoires pour :
o Relevés des signaux Salve1, Salve2, Salvepos, Salveneg et Salvedif.
o Relation entrée sortie de la fonction FS2.12.
o Schéma de mesures et modes opératoires pour :
o Relevé du signal – 10 V.
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