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ﺍﻻﻣﺘﺤﺎﻥ ﺍﻟﻮﻃﻨﻲ ﺍﳌﻮﺣﺪ ﻟﻠﺒﻜﺎﻟﻮﺭﻳﺎ
اﻟﺼﻔﺤﺔ
2011 ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ ﺍﻟﻌﺎﺩﻳﺔ
1 20
ﺍﳌﻮﺿﻮﻉ
8
:اﻟﻤﻌﺎﻣﻞ
س4
:ﻣﺪة اﻹﻧﺠﺎز
ﻋﻠﻮم اﻟﻤﻬﻨﺪس
NS 46
:اﻟﻤـــــــــــﺎدة
ﻣﺴﻠﻚ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ- ﺷﻌﺒﺔ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت
POSITIONNEUR D’ANTENNE PARABOLIQUE DIDACTISÉ Le sujet comporte au total 20 pages. Le sujet comporte 3 types de documents : Pages 02 à 09: socle du sujet comportant les situations d’évaluation (SEV) ; Pages 10 à 12: Documents ressources portant la mention Pages 13 à 20: Documents réponses portant la mention
DRES XX
DREP XX
(Couleur ROSE) ; (Couleur VERTE).
Le sujet comporte 6 situations d'évaluation (SEV)
SEV1 : Analyse fonctionnelle.
(sur 8 points) SEV2 : Étude de la transmission de puissance mécanique. (sur 20 points) SEV3: Étude de l'alimentation du positionneur. (sur 21 points) SEV4 : Distribution de l'énergie électrique. (sur 3 points) SEV5: Mise en forme et adaptation des signaux de commande. (sur 14 points) SEV6: Acquisition de la position de l'antenne. (sur 14 points)
Les 6 SEV sont indépendantes et peuvent être traitées dans un ordre quelconque après lecture de l'introduction (page 2).
Toutes les réponses doivent être rédigées sur les documents réponses ‘’DREP’’. Les pages portant en haut la mention ‘’DREP’’ (Couleur VERTE) doivent être obligatoirement jointes à la copie du candidat même si elles ne comportent aucune réponse. Le sujet est noté sur 80 points.
Aucun document n’est autorisé ; Sont autorisées les calculatrices de poche y compris celles programmables.
اﻟﺼﻔﺤﺔ 2 NS 46 20
- ﻋﻠﻮم اﻟﻤﮭﻨﺪس: ﻣﺎدة- ﺍﳌﻮﺿﻮﻉ- 2011 ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ ﺍﻟـــــﻌــــــﺎﺩﻳـــــــﺔ- اﻻﻣﺘﺤﺎن اﻟﻮطﻨﻲ اﻟﻤﻮﺣﺪ ﻟﻠﺒﻜـﺎﻟﻮرﯾﺎ ﻣﺴﻠﻚ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ- ﺷﻌﺒﺔ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت INTRODUCTION
Les satellites utilisés en réception des chaînes de télévision sont dits géostationnaires car ils sont placés dans une orbite équatoriale à 35 800 Km du sol et tournent à la même vitesse angulaire que la terre ; le satellite apparaît alors comme fixe dans le ciel.
Une liaison par satellite fait intervenir une double transmission : Du point d'émission vers le satellite (Émetteur) ; Du satellite vers le point de réception (Récepteur). Il existe plusieurs satellites tournant autour de la terre ; de ce fait, l'antenne parabolique de réception doit être orientée dans la direction du satellite désiré selon l'implantation géographique du point de réception : D'une part sur un plan vertical correspondant à l'élévation de la parabole au dessus de l'horizon commun à tous les satellites ; D'autre part sur un plan horizontal correspondant à l'orientation de la parabole vers la direction du satellite par rapport au sud. Quelques solutions techniques sont proposées dans le commerce pour pouvoir capter par la même parabole les émissions de plusieurs satellites. Parmi ces solutions, il ya celle qui consiste à équiper la parabole d'un moteur d'orientation automatique (parabole motorisée). Le sujet de cette épreuve traite alors d'un positionneur d'antenne parabolique, utilisant un protocole standard de communication entre le positionneur et le récepteur. Ce protocole, appelé "DiSEqC" (Digital Satellite Equipment Control) permet de véhiculer à travers le même câble coaxial de réception le signal audio/vidéo et les signaux de commande nécessaires à la réception multi-satellites (alimentation de la tête de réception et motorisation de l’antenne). Le système, objet de l'étude, est composé :
D'un positionneur (moteur + carte électronique). Ce positionneur peut être utilisé directement avec démodulateur ;
D'une carte de commande à base du microcontrôleur (µC) 16F877 qui peut se substituer au démodulateur pour générer les différentes commandes qui permettent d'orienter la parabole mais sans pouvoir traiter le signal audio/vidéo.
Le schéma fonctionnel ainsi que les solutions constructives adoptées par le constructeur sont donnés en DRES 01 page 10
Carte de commande
Démodulateur
moteur Moteur ++ carte Carte électronique électronique
Carte de commande Ou Démodulateur
اﻟﺼﻔﺤﺔ 3 NS 46 20
- ﻋﻠﻮم اﻟﻤﮭﻨﺪس: ﻣﺎدة- ﺍﳌﻮﺿﻮﻉ- 2011 ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ ﺍﻟـــــﻌــــــﺎﺩﻳـــــــﺔ- اﻻﻣﺘﺤﺎن اﻟﻮطﻨﻲ اﻟﻤﻮﺣﺪ ﻟﻠﺒﻜـﺎﻟﻮرﯾﺎ ﻣﺴﻠﻚ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ- ﺷﻌﺒﺔ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت
SEV 1
/8 pts
ANALYSE FONCTIONNELLE
Tâche1
EXPRESSION DU BESOIN
/ 3 pts
Compléter le modèle graphique d’expression du besoin en répondant aux différentes questions sur DREP 01 de la page 13. 3 pts Tâche2
DIAGRAMME DES INTERACTIONS
/5 pts
Compléter le diagramme des interactions en faisant apparaître les liens et les désignations correspondant aux différentes fonctions FP, FC1, FC2, FC3 et FC4 sur DREP 01 de la page 13. 5 pts
SEV 2
ÉTUDE DE LA TRANSMISSION DE PUISSANCE MÉCANIQUE
/ 20pts
RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 02 page 11 Le but est d’étudier : -
Le principe de fonctionnement mis en œuvre permettant d’orienter l'antenne vers le satellite choisi ; La transmission de mouvement du moteur à l'antenne.
Le schéma synoptique ci dessous présente les éléments de la chaîne de transmission d’énergie qui conduit au mouvement de l’antenne ; les grandeurs caractérisant cette transmission sont spécifiées à chaque niveau.
Moteur (22)
Tâche 1
Réducteur 1 4 Étages d’engrenages Rendement 1 = 0,8 Rapport r1= 1/324
Réducteur 2 Secteur denté (12) et Vis sans fin (2)
Tige porte antenne (16)
Rendement 2 = 0,7 Rapport r2= 1/72
ÉTUDE FONCTIONNELLE
/7 pts
Répondre sur le document réponse DREP 02 page 14. 1. Compléter le FAST par les solutions technologiques convenables.
6 pts
2. Quel est l’avantage principal que présente l’irréversibilité du réducteur secteur denté et vis-sans-fin lorsque l’antenne est positionnée ? 1 pt Tâche 2
ETUDE DU REDUCTEUR
/ 4,25 pts
Répondre sur le document réponse DREP 02 page 14. 1. Calculer le rapport de transmission rg de la chaîne cinématique complète.
1,25 pt
2. Le moteur et la vis sans fin tournent-ils dans le même sens ou dans les sens opposés ? Justifier votre réponse.
1 pt
3. Sachant que le couple à l'entrée de la vis sans fin (2) Cv= 20 Nm, déterminer le couple CT disponible sur la tige (16) de l'antenne.
2 pts
- ﻋﻠﻮم اﻟﻤﮭﻨﺪس: ﻣﺎدة- ﺍﳌﻮﺿﻮﻉ- 2011 ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ ﺍﻟـــــﻌــــــﺎﺩﻳـــــــﺔ- اﻻﻣﺘﺤﺎن اﻟﻮطﻨﻲ اﻟﻤﻮﺣﺪ ﻟﻠﺒﻜـﺎﻟﻮرﯾﺎ ﻣﺴﻠﻚ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ- ﺷﻌﺒﺔ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت
اﻟﺼﻔﺤﺔ 4 NS 46 20 Tâche 3
REPRESENTATION GRAPHIQUE
/8,75 pts
Sur le document réponse DREP 03 page 15 : 1. Compléter le tableau des caractéristiques du secteur à denture hélicoïdale (12).
3,25 pts
2. Compléter les différentes vues du palier guidant la vis sans fin.
5,5 pts
SEV 3
ÉTUDE DE L'ALIMENTATION DU POSITIONNEUR
/ 21 pts
RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 01 page 10 (structure fonctionnelle du système) Tâche 1
NATURE DES PROTECTIONS
/ 5 pts
L’alimentation livrée avec le positionneur est une alimentation stabilisée linéaire de référence PS 613, dont les caractéristiques sont données dans le tableau ci-dessous. PS603 / PS613 Tension d'entrée Tension de sortie Courant de sortie Régulation de charge Limitation de courant
0~30V 3A
230Vac ± 10% 12V 1A
5V 1A
≤2%
≤2%
tension constante: ≤1x10-4+1mV courant constant: ≤1x10-3+6mA 10mA~3.2A
1.2A~1.6A 1.2A~1.6A tension constante: ≤2mV courant constant: ≤5mA limitation de courant et protection contre courts-circuits ≤10mV ≤5mA F1.6AL 250 (référence FF1.6N) 8 heures en continu sans surcharge ou court-circuit
ondulation résiduelle et bruit Protection Précision indicateur de tension Précision indicateur de courant Fusible Temps d'emploi
Répondre sur document DREP 04 page 16. 1. Quels sont les types des protections utilisées ?
1 pt
2. Préciser le domaine de limitation ou le calibre des protections utilisées.
4 pts
Tâche 2
ETUDE DU TRANSFORMATEUR
L’alimentation stabilisée simplifiée et sa charge sont représentées par le schéma ci-contre : Le moteur est alimenté par le transformateur à travers un montage redresseur et un pont en H (non représenté). Caractéristiques du transformateur : 240∕24 V , 50 HZ ; Caractéristiques du moteur : f.c.e.m E‘= 18V , résistance interne R = 10Ω ; Bobine de lissage L : suffisamment grande pour considérer le courant IC constant. Les Diodes supposées parfaites.
/ 12 pts
IC iD1 i1 u1
vD1 i2
D1
D3
L u
u2 D4
D2
R E'
اﻟﺼﻔﺤﺔ 5 NS 46 20
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Répondre sur document DREP 04 page 16. 1. Indiquer la solution constructive correspondante à chacune des fonctions.
3 ptsss
2. On a effectué sur le transformateur les essais suivants :
Essai à vide U1 = U1n = 240 V ;
I10 = 0,2 A ;
U20 = 24 V ;
Essai en court circuit P10 = 8 W
U1CC = 18 V ;
I2CC =10A ;
P1CC = 15 W
2.1. Déterminer le rapport de transformation m.
2 pts
2.2. Représenter, dans l'approximation de Kapp, le schéma équivalent du transformateur vu du secondaire.
1,5 pt
2.3. Calculer les grandeurs RS, ZS et XS, éléments du transformateur ramenés au secondaire.
3 pts
2.4. Le transformateur, alimenté sous sa tension primaire nominale, débite un courant de 10 A dans une charge inductive avec un facteur de puissance de 0,90. Pour RS= , Ω, XS= , Ω, déterminer la tension obtenue au secondaire, en utilisant l'expression approchée de la chute de tension au secondaire. 2,5 pts Tâche 3
ÉTUDE DU MONTAGE REDRESSEUR
/ 4 pts
Répondre sur le document réponse DREP 05 page 17. 1. Représenter la tension u(t) de sortie du pont redresseur.
1 pt
2. La valeur efficace de u2 vaut U2 = 24 V. Calculer la valeur moyenne Umoy (expression de la tension moyenne de sortie du pont est : 2U 2. 2 ) et en déduire l'intensité moyenne Imoy du courant de charge dans le moteur. 1 pt 3. Représenter le courant i2(t) au secondaire du transformateur et le courant iD1(t) dans la diode D1.
SEV 4
Tâche
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU PONT EN H
I1 à I4 sont des interrupteurs commandés. Sachant que :
/ 3 pts
DISTRIBUTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE
Pour la commande et l’inversion du sens de marche du moteur à courant continu, on utilise un pont en H (intégré au circuit PBL3717) dont le schéma de principe simplifié est représenté ci-contre.
/ 3 pts
D1
I2 3 pts
D3
I3
D4
I4
M
E0
Interrupteur fermé "1"; Interrupteur ouvert "0",
compléter le tableau du DREP 05 page 17.
I1
2 pts
D2 Pont en H
اﻟﺼﻔﺤﺔ 6 NS 46 20
SEV 5
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/ 14pts
DiSEqC Le signal véhiculé par le câble coaxial est constitué (voir figure ci-dessous) :
de la composante continue (13 ou 18 volts) alimentant la tête de réception et le positionneur ; du signal audio/vidéo ; des signaux de commande nécessaires à la réception multi-satellites : commande du positionneur selon le protocole "DiSEqC".
13V ou18V
Tension 13V ou 18V
Signal Audio/Vidéo Vers le Démodulateur
Vers Positionneur et tête de réception Signal DiSEqC 22KHz
Câble coaxial
13V ou 18V
Ces trois composantes sont superposées comme le montre la figure ci-contre.
t
Pour pouvoir traiter les signaux de commande, il faut d'abord les extraire. On utilise alors la fonction "Filtrage" qui permet d'extraire du signal véhiculé par le câble coaxial, le signal "DiSEqC" de commande de déplacement de la parabole. La figure ci-dessous représente les formes des signaux à l'entrée et à la sortie du filtre :
Signal véhiculé par le câble
EDiSEqC
Filtre actif passe-bande
13V ou 18V
Signal DiSEqC extrait
2,5V
2V
45 µs
t
t
0
Tâche 1
MISE EN FORME DU SIGNAL DiSEqC
/8 pts
Le signal DiSEqC EDiSEqC issu du filtre doit être mis aux niveaux TTL (0V et 5V) pour être traité par le microcontrôleur de la carte électronique du positionneur. Cette opération est réalisée par un Trigger de Schmitt à base de comparateur intégré dont le schéma de montage est donné en page suivante (page 7). Le Trigger possède deux seuils de basculement VL: seuil bas et VH: seuil haut. Répondre sur document DREP 06 page 18. 1. Pour VL = 2,8V et VH = 3V , compléter la fonction de transfert SDiSEqC =f(EDiSEqC) du montage Trigger. 4 pts 2. Compléter alors le chronogramme du signal de sortie SDiSEqC.
4 pts
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 7 NS 46 20
+5 V R18
Trigger de Schmitt à base de comparateur intégré
R1
R30
+5 V U6:B + LM329 -
Z2
SDiSEqC
EDiSEqC
Tâche 2
ADAPTATION DU SIGNAL DiSEqC
Le signal DiSEqC généré par le microcontrôleur 16F877 de la carte de commande est représenté par la figure ci-contre.
R6
D1
R4
/6 pts
VENTRÉE
"0" Logique
"1" Logique t
Ce signal est directement appliqué à un montage à transistors bipolaires (figure ci-dessous) pour être véhiculé par le câble coaxial vers le positionneur.
1 ms
0,5 ms
1 ms
0,5 ms
45 µs
signal DiSEqC
Les composants du montage sont caractérisés par : Les tensions de saturation VCESAT des transistors Q3 et Q4 sont nulles ; Le seuil de conduction VSEUILD2 de la diode D2 est égal à 0,6V ; Les résistances sont convenablement choisies pour assurer la saturation des transistors en cas de conduction. Sur document DREP 06 page 18
1. Compléter le tableau en précisant les états (saturé ou bloqué) des transistors Q3 et Q4 et de la diode D2 (passante ou bloquée) en fonction de l'état de VENTRÉE. 3 pts 2. Tracer le chronogramme de la tension VSORTIE en concordance avec l'évolution du signal VENTRÉE.
3 pts Montage à transistors
SEV 6
ACQUISITION DE LA POSITION DE L'ANTENNE
/ 14pts
RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 01 et 03 pages 10 et 12 La carte de commande compte les tours du moteur pour définir la position de la parabole. On utilise alors 2 capteurs à effet Hall (H1 et H2). Un aimant permanent sous forme de roue polaire est monté en bout de l’arbre arrière du moteur ; les 2 cellules de Hall H1 et H2 fixées sur le support, sont placées à 90° l’une de l’autre, à la périphérie de cet aimant comme le montre la figure ci-contre. Chaque cellule est associée à un circuit interne de conditionnement qui génère un signal à un niveau logique :
"1" lorsque la cellule est située face à un pôle Nord ; "0" lorsque la cellule est située face à un pôle Sud.
Est S N
Moteur Ouest
H1
H2
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 8 NS 46 20
Les chronogrammes ci-dessous montrent l’évolution des signaux H1 et H2 délivrés par les deux cellules pour un tour du moteur. H1 1
0
H2 1 0
Tâche
π/2
0
π
3π/2
2π
DETECTION DE LA POSITION
/ 14 pts
Le microcontrôleur utilise les signaux H1 et H2 pour déterminer s’il faut incrémenter ou décrémenter une variable Nombre_de_tours (cases-mémoire servant de compteur) qui indique le nombre de tours effectués par le moteur, plus précisément H1 pour le comptage et H2 pour le sens. Pour les questions 1 et 2, répondre sur DREP 07 page 19. Pour les questions 3 et 4, répondre sur DREP 08 page 20. 1. Les chronogrammes H1 et H2 de la figure ci-dessus correspondent à un déplacement de l'Ouest vers l'Est. Quel est alors le niveau logique de H2 à chaque front montant de H1 : 1.1. 1.2.
Pour un déplacement de l'Ouest vers l'Est ? Pour un déplacement de l'Est vers l'Ouest ?
1 pt 1 pt
2. Quand le moteur tourne d’un angle M , l'antenne tourne d’un angle P, avec une réduction égale à 23328. 2.1.
Déterminer P si M est de 360° (On garde 4 chiffres après la virgule).
2.2.
On note que :
1 pt
Un tour du moteur correspond à une période de H1, donc à un incrément de la variable Nombre_de_tours ;
La position "Est" à 70° est prise comme référence (Nombre_de_tours = 0) ;
Le déplacement maximal de l’Est vers l’Ouest est de 140° (Nombre_de_tours = Max) .
70°Est (Référence) Nombre_de_tours = 0
Orientation plein sud (0°) 70° Ouest Nombre_de_tours = Max 140°
Orbite géostationnaire
Parabole
a) Déterminer la valeur de Nombre_de_tours pour ce déplacement maximal.
1 pt
b) En déduire le nombre d'octets nécessaire pour représenter la variable Nombre_de_tours.
1 pt
اﻟﺼﻔﺤﺔ 9 NS 46 20
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3. La sortie du conditionneur du capteur à effet Hall est de type « collecteur ouvert », ce qui nécessite l’utilisation d’une résistance de tirage RPU (Pull Up), qui est dans notre cas, intégrée dans le PORTB du PIC16F877(figure ci-dessous) et qu’on doit valider en configurant convenablement le registre OPTION_REG.
5V
VDD
RPU H1 OUTPUT GROUND SUPPLY
RB0 RB1 PIC16F877
H2 OUTPUT
VSS
GROUND SUPPLY
5V
Compléter alors la séquence d’initialisation du PIC16F877, en tenant compte de la configuration adoptée (voir schéma du DRES 01 de la page 10 : configuration matérielle), où RB0 est utilisé comme entrée d’interruption active sur front montant. On note que : 4 pts
Les bits non utilisés des registres OPTION_REG et INTCON sont mis à "0" (DRES 03 page 12) ; Les bits non utilisés des registres TRISB et TRISC sont mis à "1" (en entrée).
4. L’organigramme suivant traite de l'interruption de RB0 qui consiste en l’acquisition du signal H2 (RB1) et de la mise à jour de la variable Nombre_de_tours. Par simplicité, on suppose que la variable Nombre_de_tours est codée sur un octet. Début
RB1=1 ?
Oui Décrémenter Nombre_de_tours
Incrémenter Nombre_de_tours
Fin
4.1.
Pourquoi l’acquisition de la position doit être traitée par interruption ?
1 pt
4.2.
Compléter le sous-programme Assembleur correspondant à cet organigramme.
4 pts
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 10 NS 46 20
DRES 01 STRUCTURE FONCTIONNELLE DU SYSTEME
CONFIGURATION MATÉRIELLE DE LA CARTE DE COMMANDE
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 11 NS 46 20
DRES 02 Nb Désignation 1 Embase 1 Vis sans fin Vis sans fin 2 Roulement 6203 ZZ 1 Entretoise 1 Couvercle 1 Secteur denté 1 Axe 1 Tige 1 Écrou 1 Support 1 Moteur 4 Vis M8x16
Rep. 1 2 7 10 11 12 15 16 17 18 22 27
Étage 1 Moteur
Tige 16
Palier
اﻟﺼﻔﺤﺔ 12 NS 46 20
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DRES 03 EXTRAIT DU JEU D'INSTRUCTIONS DU MICROCONTROLEUR N°
structure
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
ADDLW ANDLW IORLW MOVLW SUBLW XORLW ADDWF ANDWF CLRF CLRW COMF DECF DECFSZ INCF INCFSZ IORLWF MOVF MOVWF NOP RLF RRF SUBWF SWAPF XORWF BCF BSF BTFSC BTFSS CALL CLRWDT GOTO RETFIE RETLW RETURN SLEEP
Description k k k k k k f,d f,d f f,d f,d f,d f,d f,d f,d f,d f f,d f,d f,d f,d f,d f,b f,d f,b f,b p p k
ajoute k (0 à 255) à la valeur contenue dans W Effectue un ET logique entre k (0 à 255) et W. Le résultat est dans W Effectue un OU inclusif logique entre W et k (résultat dans W) Charge le registre W avec la valeur k Soustrait la valeur k de W ( résultat dans W ) Effectue un OU EXCLUSIF entre k et W ( résultat dans W) Additionne W et la valeur du registre f.si d=0 le résultat est dans W , si d=1 ,il est dans f Effectue un ET logique entre W et la valeur du registre f. Même principe pour d Met tous les bits du registre f à 0 Met tous les bits de W à 0 inverse tous les bits du registre f (résultat dans W ou f suivant d ) décrémente la valeur contenue dans le registre f .Même principe pour d décrémente la valeur de f et saute l'instruction suivante si le résultat est 0 Incrémente la valeur contenue dans le registre f (résultat dans f ou W) Incrémente f et saute l'instruction suivante si le résultat est 0 (résultat dans f ou W) Réalise un OU logique entre les valeurs de W et de f ( résultat dans W ou f suivant d ) Le contenu du registre f est déplacé dans W si d=0 ou reste dans f si d=1 Charge la valeur contenue dans W dans le registre f Signifie "No OPeration" : instruction qui permet d'attendre un cycle Déplace tous les bits du registre f vers la gauche .Le bit 0 devient le reflet de C Déplace tous les bits du registre f vers la droite . Le bit 7 devient le reflet de C Soustrait la valeur contenue dans W de celle contenue dans f (résultat dans f ou W) Effectue une inversion de 2 quartets de la valeur de f (0x2A devient 0xA2) Effectue un OU exclusif entre W et f (résultat dans W ou f) Met le bit b du registre f à 0 Met le bit b du registre f à 1 Teste le bit b du registre f . S'il est égal à 0 , on saute l'instruction suivante Teste le bit b du registre f . S'il est égal à 1 , on saute l'instruction suivante Appelle le sous-programme dont le label de début est p Efface le WDT et le prescaler Se rend directement au label p Signal de fin d'une routine d'interruption, on revient à l'endroit où le PIC a été interrompu. Fin d'un sous-programme, W est chargé avec la valeur k ( 0 à 255 ) Fin d'un sous-programme . On revient à l'endroit où ce sous-programme a été appelé. Le microcontrôleur passe en mode sleep (oscillateur arrêté)
Affectés
cycles
C,DC,Z Z Z
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1(2) 1 1(2) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1(2) 1(2) 2 1 2 2 2 2 1
C,DC,Z Z C,DC,Z Z Z Z Z Z Z Z Z
C C C,DC,Z Z
TO,PD
TO,PD
LES REGISTRES OPTION_REG ET INTCON Le registre INTCON permet d’autoriser les interruptions du PIC16F877, lire et positionner leurs indicateurs. Le registre OPTIO_REG permet de configurer certaines fonctionnalités du PIC16F877 (Timer, entrée d’INT RB0, etc.) Bit 7 : RBPU = Validation des Résistances Pull Up du Port B. 1 = RPull up désactivé. 0 = RPull up activé. Bit 6 : INTEDG = Sélection du front d’interruption sur RB0. 1 = Interruption sur front montant de RB0. 0 = Interruption sur front descendant de RB0. Bit 5 : TOCS = Sélection de l’horloge pour TMR0. 1 = L'horloge du Timer est l'entrée RA4. 0 = Le Timer utilise l'horloge interne du PIC. Bit 4 : TOSE = Sélection du front actif sur RA4 pour TMR0. 1 = Le Timer s'incrémente sur front montant de RA4. 0 = Le Timer s'incrémente sur front descendant de RA4. Bit 3 : PSA = Affectation du prédiviseur. 1 = Le prédiviseur est affecté au Watchdog. 0 = Le prédiviseur est affecté au Timer TMR0. Bits 2 à 0 : PS2 PS1 PS0 = Valeur du Prédiviseur.
OPTION_REG
Bit 7 : GIE = Validation globale d’interruption 1 = Autorise toutes les interruptions. 0 = Désactive toutes les interruptions. Bit 6 : PEIE = Validation d’interruption des périphériques. 1 = Autorise l’interruption des périphériques. 0 = Désactive l’interruption des périphériques. Bit 5 : TOIE = Validation d’interruption TMR0. 1 = Autorise l’interruption du Timer TMR0. 0 = Désactive l’interruption du Timer TMR0. Bit 4 : INTE = Validation d’interruption RB0. 1 = Autorise l’interruption sur RB0. 0 = Désactive l’interruption sur RB0. Bit 3 : RBIE = Validation d’interruption de changement sur Port B 1 = Autorise l’interruption de changement sur PB4 à PB7. 0 = Désactive l’interruption de changement sur PB4 à PB7. Bit 2 : TOIF = Drapeau d’interruption TMR0.. 1 = Le Timer a débordé. 0 = Le Timer n'a pas débordé. Bit 1 : INTF = Drapeau d’interruption sur RB0. 1 = Une interruption sur RB0 est survenue. 0 = Pas d'interruption sur RB0. Bit 0 : RBIF = Drapeau d’interruption de changement sur Port B 1 = Au moins une entrée de PB4 à PB7 a changé d'état. 0 = Aucune entrée de PB4 à PB7 n'a changé d'état.
INTCON
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 13 NS 46 20
DREP 01 SEV 1
ANALYSE FONCTIONNELLE
Tâche1
EXPRESSION DU BESOIN
/ 8 pts / 3 pts
3 pts A qui rend service le produit ?
……………………... utilisateur …………………
Sur quoi agit le produit ?
……………………... Antenne
POSITIONNEUR Dans quel but le produit existe-t-il ?
Orienter l’antenne vers un satellite …………………….................................................................... Tâche2
DIAGRAMME DES INTERACTIONS
/ 5 pts
5 pts Antenne Satellite
Positionneur
Mât (Support)
Positionneur
Ensemble de réception Milieu Environnant
Fonction de service FP FC1 FC2 FC3 FC4
Description Orienter l’antenne vers un satellite présélectionné. Résister aux agressions du milieu environnant. S’adapter à la source d ’énergie de l’ensemble de réception. S’adapter aux normes de transmission de l’ensemble de réception. Être fixé et aligné sur le mât (support)
اﻟﺼﻔﺤﺔ 14 NS 46 20
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DREP 02 SEV 2
ÉTUDE DE LA TRANSMISSION DE PUISSANCE MÉCANIQUE
Tâche 1
ETUDE FONCTIONNELLE
/ 20pts / 7 pts
1. Compléter le FAST par les solutions technologiques convenables. Commander le mouvement
Orienter l’antenne vers un satellite
6 pts Carte de commande ou démodulateur
Convertir l’énergie électrique en énergie mécanique Transmettre l’énergie
……………….
Transmettre l’énergie du moteur à l’arbre -vis
Adapter le couple et la vitesse
……………….
Transmettre l’énergie de l’arbre- vis à la tige 16
Adapter le couple et la vitesse
……………….
Guider en rotation l’arbre- vis / l’embase
……………….
Guider en rotation la tige 16 / l’embase
……………….
Établir une liaison encastrement entre le secteur dent 12 et la tige 16
2.
……………….
Quel est l’avantage principal que présente l’irréversibilité du réducteur roue et vis-sans-fin lorsque l’antenne est positionnée ? 1 pt ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Tâche 2
1.
ETUDE DU RÉDUCTEUR
/ 4,25 pts
Calculer le rapport de transmission rg de la chaîne cinématique complète ; 1,25 pt …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2.
L’arbre moteur et l’arbre de la vis sans fin (2) tournent- ils dans le même sens ou dans les sens opposés ? justifier votre réponse 1 pt …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3.
Sachant que le couple sur l’arbre de la vis sans fin (2) Cv= 20 Nm, déterminer le couple CT disponible sur la tige (16) de l'antenne. 2 pts …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
اﻟﺼﻔﺤﺔ 15 NS 46 20
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DREP 03 Tâche 3
REPRESENTATION GRAPHIQUE
/ 8,75 pts
1. Compléter le tableau des caractéristiques du secteur à denture hélicoïdale. Caractéristiques
Z
β
mn
Formules Valeurs
mt
pn
d
ha
A
hf
da
df
mt=mn/cosβ 72
20°
2
2. Compléter les différentes vues du palier ;
A
3,25 pts
5,5 pts
A-A
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 16 NS 46 20
DREP 04 SEV 3
ÉTUDE DE L'ALIMENTATION DU POSITIONNEUR
Tâche 1
NATURE DES PROTECTIONS
/ 21 pts / 5 pts
1. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1 pt 2.
4pts Protection par :
Domaine
Fusible Moyen de limitation de courant
0~30V (3A) 12V (1A) 5V (1A)
Calibre …………………………………………………
……………………………………………… ………………………………………………. …………………………………………………
Tâche 2
Étude du transformateur
/ 12 pts
1.
3 pts Adapter
……………… …
2.
Redresser
……………… …
Lisser
……………… …
2.1.
Rapport de transformation: m = …………………………………………………………………………………………………………2 pts
2.2.
Schéma équivalent du transformateur vu du secondaire
2.3.
Grandeurs Rs,ZS et Xs
1,5 pt
3 pts
Rs =…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ZS =…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Xs =………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
2.4.
Tension au secondaire
2,5 pts
Expression de u2=……………………………………………………………………………Application numérique u2=………………………… U2=……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 17 NS 46 20
DREP 05 Tâche 3
1.
ETUDE DU MONTAGE REDRESSEUR
/ 4 pts
U2 (V)
1 pt
40 20
t
0 -20 -40
40
U(V)
20
t 0
0.4
3. 2 pts
iD1(A)
0.2
t 0
0.4
i2(A)
0.2
t
0 -0.2 -0.4
T
T/2 Temps (s)
2. Umoy = ………………………………………………………………………………………….
0,5 pt
Imoy = ………………………………………………………………………………………….
0,5 pt
SEV 4
/ 3 pts
DISTRIBUTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE
Tâche
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU PONT EN H
/ 3 pts
6 x 0,5 pt
I1 1 1 …………….
I2 ………… 0 ……………..
I3 1 0 ……………….
I4 ………… 1 ………………
Moteur Arrêt Sens1 Sens2
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 18 NS 46 20
DREP 06 SEV 5
MISE EN FORME ET ADAPTATION DES SIGNAUX DE COMMANDE
Tâche 1
MISE EN FORME DU SIGNAL DiSEqC
1. Fonction de transfert:
4 pts
2. Chronogrammes
/ 14pts / 8pts
4 pts
EDiSEqC
SDiSEqC
3,5V VH VL
2,5V
5V
1,5V t
0 SDiSEqC 5V
0
1,5V
2,8V 3 V
3,5V
EDiSEqC
Tâche 2
t
0 ADAPTATION DU SIGNAL DiSEqC
/ 6pts
États de Q4,Q3 et D2:
1.
VENTRÉE "0" Logique= 0V "1" Logique= 5V
Q4
Q3
D2
2.
6 x 0,5 pt
3 pts VENTRÉE
Chronogrammes:
5V t 0
VSORTIE 17,5V
17V
16,5V 16,4V
t 0
اﻻﻣﺘﺤﺎن اﻟﻮطﻨﻲ اﻟﻤﻮﺣﺪ ﻟﻠﺒﻜـﺎﻟﻮرﯾﺎ -ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ ﺍﻟـــــﻌــــــﺎﺩﻳـــــــﺔ - 2011ﺍﳌﻮﺿﻮﻉ -ﻣﺎدة :ﻋﻠﻮم اﻟﻤﮭﻨﺪس - ﺷﻌﺒﺔ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت -ﻣﺴﻠﻚ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎت اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ
اﻟﺼﻔﺤﺔ 19 NS 46 20
DREP 07 /14 pts
/14 pts
ACQUISITION DE LA POSITION DE LA PARABOLE
SEV 6
DETECTION DE LA POSITION
Tâche
1. Niveaux logiques de H2 à chaque front montant de H1 :
1 pt
1.1. ……………………………………………………………………………………………………..
1 pt
1.2. ……………………………………………………………………………………………………..
1 pt
2.1. ……………………………………………………………………………………………………..
2.
2.2. 1 pt
a) ……………………………………………………………………………………………………..
1 pt
b) ……………………………………………………………………………………………………..
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اﻟﺼﻔﺤﺔ 20 NS 46 20
DREP 08 3.
Séquence d’initialisation du µC PIC16F877 4 x 1 pt
LABEL
CODE ASSEMBLEUR ORG
0x0000
………
Init
MOVLW
………
MOVWF
OPTION_REG
MOVLW
………
MOVWF
INTCON
MOVLW
………
MOVWF
TRISB
MOVLW
0xFF
MOVWF
TRISC
COMMENTAIRE Adresse du début du programme à 0x0000
Init Configuration OPTION_REG
Configuration INTCON
Configuration TRISB
Configuration TRISC
4. 4.1 Pourquoi l’acquisition de la position doit être traitée par interruption ? …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………1 pt 4.2. Sous-programme d’interruption RB0
LABEL
CODE ASSEMBLEUR ORG
0x0004
4 x 1 pt
COMMENTAIRE Adresse d'interruption à 0x004
Sauvegarde des registres STATUS et W BTFSS
PORTB, 1
Tester si RB1 (H2) = 1
INCF
Nombre_de_tours, F
Nombre_de_tours = Nombre_de_tours + 1
………
PORTB, 1
Tester si RB1 (H2) = 0
………
…………………...
Nombre_de_tours = Nombre_de_tours - 1
RestoreStatus Restauration des registres STATUS et W ………
Retour d’interruption