Etude de FP3 commande moteur et électroaimant. Déplacement carte et connexion
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- Denis Aubin Brisson
- il y a 8 ans
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1 Etude de FP3 commande moteur et électroaimant Déplacement carte et connexion Décomposition fonctionnelle. - Définir le rôle et caractériser les entrées-sorties de FP3 permettant la commande du moteur et le blocage de la carte. Entrées : AUTO : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Un niveau logique 0 lance un positionnement automatique. CEL : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Commande de l électroaimant, un niveau logique 0 abaisse le connecteur. MAV : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Marche avant. Un niveau logique 0 commande la marche avant du moteur. MAR : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Marche arrière. Un niveau logique 0 commande la marche arrière du moteur. P33 : Signal logique (0V-5V). Signal logique de niveau bas en cas d absence de carte. Niveau haut si présence de carte. Sorties : IN1, IN2, EN : Signaux logiques (0V-5V) P23 : Signal logique (0V-5V) COK (Connexion OK) : Information logique de bon positionnement. Un niveau logique 0 indique que la carte est prête pour une communication.
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3 Choix du composant réalisant Fs33 et étude de sa documentation constructeur - D après les caractéristiques du moteur et à partir de l analyse fonctionnelle, expliciter l intérêt d interfacer entre le µp et le moteur un composant spécialisé. Le moteur consomme 100 ma, et le signal de commande nous provient d un microcontrôleur pour éviter de dépasser l intensité max de sortie de ce dernier, on interface un composant spécialisé entre le moteur et le µcontrolleur - choisir un composant répondant au cahier des charges de Fs33 à partir des composants suivants :L6202, L6205, et A3972. Justifier. L602 accepté Tension max : 60V / -intensité max : 5A / -compatible TTL et CMOS L605 rejeté Dual CMOS, ça marcherai mais l on a pas besoin d un composant plus cher A3972 rejeté Même remarque - Compléter le schéma structurel avec le composant choisi. Voir page précédente. - Donner le rôle des différentes broches de ce composant. IN1 sert à contrôler la marche arrière à 1L IN2 sert à contrôler la marche avant à 1L EN set a inhibé le L602 - Donnez la gamme d alimentation de ce composant. La gamme d alimentation du L602 varie de 12 a 48V - Calculez la puissance consommée par ce composant (nombre de transistors passants X puissance consommé par un transistor). Dans chaque cas (marche avant ou marche arrière) deux transistor sont passant, le schéma équivalent d un transistor mos passant est une résistance, on peut donc utiliser P = RI^2 P = (0.115*0.1^2)*2 = 2.3mW Ce composant consomme donc 6 mw en fonctionnement - Quelle est la fonction assurée par R20? Trouvez puis complétez sa valeur sur le schéma structurel. R20 sert à mesurer le courant qui passe par le L602, en la dimensionnant à 1 Ohms, la tension mesurée à ses bornes sera égale à l intensité la traversant.
4 - Complétez la table de vérité suivante pour les trois modes de fonctionnement Du moteur : Sens du moteur EN IN1 IN2 Marche avant Marche arrière arrêt Relevés des signaux de FS33 lors des phases de positionnements automatiques - Lister les entrées (Vous préciserez les noms donnés sur le connecteur CNT4) sorties du composant CI1. Entrées : AUTO : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Un niveau logique 0 lance un positionnement automatique. CEL : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Commande de l électroaimant, un niveau logique 0 abaisse le connecteur. MAV : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Marche avant. Un niveau logique 0 commande la marche avant du moteur. MAR : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Marche arrière. Un niveau logique 0 commande la marche arrière du moteur. P33 : Signal logique (0V-5V). Signal logique de niveau bas en cas d absence de carte. Niveau haut si présence de carte. Sorties : IN1, IN2, EN : Signaux logiques (0V-5V) P23 : Signal logique (0V-5V) COK (Connexion OK) : Information logique de bon positionnement. Un niveau logique 0 indique que la carte est prête pour une communication - Une carte étant positionnée à l entrée, appliquer un niveau logique 0 à l entrée MAV (patte 14 du connecteur). - Relever les niveaux logiques présents en sortie P20 ; P21 ; P22 - Conclure d après la table de vérité obtenue en fin d activité B Lors de la marche avant (0L appliqué sur MAV) P20 = 5V / P21 = 0V / p22 = 0V D après ma table de vérité donc P20 = IN1, P21 = IN2 et EN = P22 - Une carte étant positionnée à l entrée appliquer un niveau logique 0 à l entrée MAR (patte 15 du connecteur). - Relever les niveaux logiques présents en sortie P20 ; P21 ; P22 - Conclure d après la table de vérité obtenue en fin d activité B Lors de la marche arrière (0L appliqué sur MAR) P20 = 0V / P21 = 1L / P22 = 1L Donc, P20 = IN1, P21 = IN2 et EN = P22
5 - Une carte étant positionnée à l entrée Appliquer un niveau logique 0 à l entrée AUTO (patte 13 du connecteur). - Décrire en quelques phrases le fonctionnement observé. - D après la liste d entrées de la question 1, quelle est l entrée permettant de vérifier la position de la carte. Après application d un 0L sur AUTO, je remarque que la carte est aspirée à l intérieur puis après plusieurs marche avant et arrière elle est positionnée correctement. C est COK qui permet de vérifier la position de la carte Etude du Positionnement Automatique - Visualiser puis imprimer (si possible) les signaux EN / OP3 en effectuant une synchronisation sur EN. Le signal EN sera relevé en plaçant un gripfil sur la résistance - Visualiser puis imprimer (si possible) les signaux IN1/IN2 en effectuant une synchronisation sur EN. (IN1 et IN2 sont à relever avec des pointes de touches) - Mesurer sur chaque relevé le temps de la dernière phase de Marche avant du moteur. - Sur les chronogrammes ci-dessous : expliquer les 8 phases. Sur les deux relever la dernière marche avant dure environ 250ms/5 = 50ms Phase 1 : marche avant car IN1 = 0L, IN2 = 1L et EN = 1L Phase 2 : marche arrière car IN1 = 1L, IN2 = 0L et EN = 1L Phase 3 : marche avant car IN1 = 0L, IN2 = 1L et EN = 1L Phase 4 : marche arrière car IN1 = 1L, IN2 = 0L et EN = 1L Phase 5 : marche avant car IN1 = 0L, IN2 = 1L et EN = 1L Phase 6 : marche arrière car IN1 = 1L, IN2 = 0L et EN = 1L Phase 7 : marche avant car IN1 = 0L, IN2 = 1L et EN = 1L Phase 8 : marche arrière car IN1 = 1L, IN2 = 0L et EN = 1L On remarque qu au fur et a mesure, le temps des phase diminue
6 EN/OP3 synchronisé sur EN IN1 IN2 synchronisé sur EN
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8 Etude de FS34 «commande de l électroaimant» - Mesurez la résistance interne aux bornes de l électroaimant en déconnectant CNT3. La résistance interne de l électroaimant est de Ohms - Relevez les signaux V GS (borne 1 de T1) et V DS (borne 3 de T1) en exécutant le programme electro.s (mettre en évidence la durée de la temporisation sur vos relevés). - Quelle est la durée de cette temporisation et à quel est son rôle. - Le rôle de la temporisation est d éviter une surchauffe de l électroaimant elle dure environ 10 secondes - D après les relevés, en déduire le courant dans l électroaimant. Le courant dans l électroaimant est de I = U/R = 24/(RDSon+Raimant) = 24/14.9 = 1.61A - Pourquoi ne pas avoir directement commandé le composant à partir du signal CEL. - Car le µcontrôleur n aurait jamais pu fournir un tel courant - Justifiez alors le choix de T1 pour piloter en puissance ce composant. T1 nous conviens car sa résistance RDSon est très faible (0.3 Ohms) et est en plus capable de supporter le courant de 1.61A - Donne le rôle de D3 et rappelez à quel moment elle intervient. D3 intervient lors du blocage de T1 en protégeant celui-ci du pic de tension négative du a l électroaimant (un électroaimant est une bobine)
9 Etude détection carte et positionnement automatique - Définir le rôle et caractériser les entrées-sorties de FP3 permettant le positionnement automatique de la carte. - Identifier les fonctions secondaires FS31 et FS32 sur le schéma structurel de la carte commande. Entrées : AUTO : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Un niveau logique 0 lance un positionnement automatique. CEL : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Commande de l électroaimant, un niveau logique 0 abaisse le connecteur. MAV : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Marche avant. Un niveau logique 0 commande la marche avant du moteur. MAR : Signal logique (0V-5V). Actif au niveau logique 0. Marche arrière. Un niveau logique 0 commande la marche arrière du moteur. P33 : Signal logique (0V-5V). Signal logique de niveau bas en cas d absence de carte. Niveau haut si présence de carte. Sorties : IN1, IN2, EN : Signaux logiques (0V-5V) P23 : Signal logique (0V-5V) COK (Connexion OK) : Information logique de bon positionnement. Un niveau logique 0 indique que la carte est prête pour une communication Etude du fonctionnement des capteur fourche : - A l aide du l analyse fonctionnelle et de la documentation du TLP801, donnez les nouvelles valeurs dans la série E24 à attribuer à ces deux résistances. - Ic = If*CTR/K = 10 E -3*0.1/2 = 500 µa VCC UR VCEsat = 0 alors Ur = 5-VCEsat R = Ur/I = (5-0.2)/500µA = 3.6K - Reportez ces nouvelles valeurs sur le schéma structurel. fait - Rappelez le rôle des portes logiques 74HCT00. Mettre en forme le signal et l adapter au niveau logique TTL - Quel est le niveau logique actif des signaux S1 et S2 lorsqu une carte est présente devant les capteurs OP1 et OP2. Quand une carte est presente devant OP1 et OP2, S1 = 0L et S2 = 0L
10 - Donnez la ou les instruction(s) permettant de réaliser le positionnement automatique. prog lds #pile ldy #$1000 jsr init bset porta,y cel ; Lever l'electroaimant bclr porta,y mar jsr tp10ms bset porta,y mar ret brclr porta,y S1 suit2 ; Test introduction carte bra ret suit2 bclr porta,y auto ; Positionnement automatique brset porta,y S3 suit2 ; Test si capteur S3 actif deb bset porta,y auto ; Arret du positionnement automatique jmp deb - Donnez l ordinogramme du programme principal de positioncarte.
11 - Lancez le programme positioncarte. Que constatez-vous? Je constate que la carte se positionne automatiquement - Sur quel signal doit-on se synchroniser pour relever les signaux S2 et Vce(OP3) Sur S1 en front descendant - Relevez ces signaux lors d un positionnements automatiques.
12 - Conclure quant à la durée moyenne d un positionnement automatique Un positionnement dure en moyenne 1s a 500ms D après vos relevés, expliquez succinctement comment s opère le positionnement de la carte en considérant les variations de position autour de S3. Quand S3 passe a 0L, la carte est bien positionée D après vos relevés, expliquez succinctement comment s opère le positionnement de la carte en considérant les variations de position autour de S3.
13 Etude positionnement et éjection carte - Lancez le programme «ejectioncarte» ; est-ce que la carte a été restituée à l utilisateur? A quel type de carte on a affaire? - La carte n est pas restitué a l utilisateur elle est éjecté par derrière, on a donc affaire a une carte jeton - Proposez un ordinogramme de restitution d une carte crédit.
14 - En vous inspirant du programme «ejectioncarte», réalisez le programme correspondant (faire valider par le professeur). *********************************************************** *** ** PROGRAMME PRINCIPAL *** *** *** *********************************************************** prog lds #pile ldy #$1000 jsr init ************************* fin2 bclr porta,y mar * Ejection * brclr porta,y S2 fin2 * carte credit * ************************* jsr tp10ms jsr tp10ms jsr tp10ms jsr tp10ms ;30ms n'etant pas suffisante jsr tp10ms ;j'en utilise 50 bset porta,y mar deb jmp prog
15 - A l aide des programmes «ejectioncarte» et «positioncarte», réalisez le programme permettant dans un premier temps d avaler la carte de l utilisateur puis de lui la restituer. *********************************************************** *** ** PROGRAMME PRINCIPAL *** *** *** *********************************************************** prog lds #pile ldy #$1000 jsr init bset porta,y cel ; Lever l'electroaimant bclr porta,y mar jsr tp10ms bset porta,y mar ret brclr porta,y S1 suit2 ; Test introduction carte bra ret suit2 bclr porta,y auto ; Positionnement automatique brset porta,y S3 suit2 ; Test si capteur S3 actif deb bset porta,y auto ; Arret du positionnement automatique jsr tp1s ************************* fin2 bclr porta,y mar * Ejection * brclr porta,y S2 fin2 * carte credit * ************************* jsr tp10ms jsr tp10ms jsr tp10ms jsr tp10ms ;30ms n'etant pas suffisante jsr tp10ms ;j'en utilise 50 bset porta,y mar deb jmp prog Pour que l on ait le temps de voir que la carte a été positionnée correctement je réalise une temporisation de 1s entre les deux programmes
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