Questions

Partie 1 : étude de la partie « traitement du signal » (électronique)

 

Le composant 4N35 (répondre à partir de la documentation technique)

 
1. Le composant 4N35 est un opto-coupleur. Donnez les 4 nom anglais possibles pour ce composant.
2. Dans le schéma interne du composant 4N35 (optocoupleur), quels sont les 2 éléments familiers que vous reconnaissez ?
3. Expliquez le fonctionnement du composant (documentation technique ou recherche internet)
4. Donnez son rôle
5. Quel est le courant nominal (max) de la led du 4N35 (doc technique)?
6. Quel est le courant max que peut fournir une sortie numérique Arduino  (doc technique)?
7. Que pensez-vous de ces 2 courants. Quel est le problème ?
8. Un essai a été fait avec une impulsion générant un courant If=10mA et la platine s’arrête et se met en route correctement. Pensez vous que ce choix de 10 mA est maintenant judicieux ?
9. Quelle est alors la chute de tension de la led du 4N35  (doc technique)?
10. Quelles sont les tensions fournies par la carte Arduino sur ses sorties numériques  (doc technique)?

On cherche maintenant à calculer la résistance R (on garde I=10mA).
11. Écrire l’équation d’entrée d’un des 4N35 (loi des mailles), la sortie de la carte Arduino étant active.
12. Exprimer R en fonction des autres éléments de l’équation précédente (R = …..).
13. Calculez R

 

 
Partie 2 : un rebond ?

Alors que nous voulions le fonctionnement suivant lors de l’utilisation (on visualise ici l’état du capteur lors de la mise en route, lecture, puis arrêt de la lecture):

nous obtenons quelque chose qui ressemble à ça:

 

On voit apparaître ce que l’on appelle des rebonds électro-mécaniques (car le contact ne se ferme pas ou ne s’ouvre pas franchement et d’un seul coup)

Avec un oscilloscope on mesure la réalité du phénomène (Time/div : 200μs, Ampl: 2V/div):

 
14. Combien visualise-t-on de rebonds sur l’oscilloscope?
15. Quelle est la durée du phénomène ?
16. Déduire du programme fourni l’algorigramme de la partie de traitement informatique du rebond par l’Arduino (////lecture BP1 (sans rebonds)) pour le capteur 1 (appelé ici BP1).

 

17. Compléter le tableau avec le signal reçu sur bp1 (en vous servant de l’algorigramme de la question précédente)

Le signal va être celui-ci (1 seul rebond):

 

18. Est-ce que la gestion des rebonds fonctionne avec ce programme ?

  

  

Partie 3 : étude de la gestion de l’impulsion par le programme

 
19. Déduire du programme fourni l’algorigramme de la génération de l’impulsion 1
20. Le temps de l’impulsion est trop long, modifier le programme pour que celui-ci dure 0,3 secondes.
21. Le programme ne fonctionne pas pour la platine 2. On remarque que quand le curseur est monté ou est descendu, aucune des variables (bp2, ancien_etat2, etat2) ne change d’état. Trouvez l’erreur et modifiez le programme pour que celui-ci fonctionne.

 

 
Partie 4 : capteur de température et communication

On rajoute sur notre système un capteur de température afin de vérifier que le matériel ne chauffe pas. Ce capteur communique en liaison série avec la carte Arduino.

La liaison série est paramétrée de la manière suivante (dans l’ordre d’envoi) :

• 1 bit de start
• donnée sur 7 bits (poids faibles envoyés en premier)
• parité paire
• 2 bits de stop

 

On relève la trame suivante :

 

Documents techniques :

Définition du bit de parité paire : si l’on choisi une parité paire, alors le nombre de niveaux logiques 1 dans les données plus le bit de parité doit donner un nombre paire. Par exemple dans le cas où il y a 5 niveaux logiques 1 sans le bit de parité, ce dernier devra prendre un niveau logique 1 pour que le nombre de 1 dans le signal soit paire (6 ici)

22. Repérez sur la trame précédente relevée:
  • le bit de start
  • les bits de donnée
  • le bit de poids faible (LSB)
  • le bit de poids fort (MSB)
  • le bit de parité
  • les bits de stop

23. La donnée transportée est un caractère. Quel est-il ?
24. La parité est-elle bonne ? Justifiez votre réponse.
25. A quoi sert ce bit de parité ?
26. Écrire les 2 trames nécessaires à l’envoi de la température mesurée ici à 23°C (on envoie le caractère 2 puis le caractère 3)