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SN1 : TP révisions des bases de l’électronique

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Notions abordées :

Source de tension, potentiels, masse, intensité , convention de fléchage, générateurs et récepteurs, loi d’additivité des tensions, loi d’ohm, court-circuit, fusible, associations de résistances, diviseur de tension, homogénéité des formules.

Manipulations :

Manip n°1 : résistances et ohmmètre.
Manip n°2 : Alimentation stabilisée, pont diviseur de tension, voltmètre.
Manip n°3 : Alimentation stabilisée, résistance de protection , DEL, voltmètre.
Manip n°4 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance),voltmètre
Manip n°5 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance),oscilloscope.
Manip n°6 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance), carte NI +logiciel d’acquisition.

SN1 : TD notions de base

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Notions abordées :

Unités et ordre de grandeurs.
Exemple d’erreurs rencontrées.
Unités de base.
Relations de base.
Multiple des unités.
Homogénéité des formules.
Application numérique d’une formule.
Unités usuelles ne faisant pas partie du système SI.
Problème du kilo octet.
Equation d’une droite.

SN1 : semaine d’intégration

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Lundi 4/09

13h30 : Accueil à à l’amphi, mot d’accueil de la proviseure
15h-16h30 : Entretiens individuels

Mardi 5/09

8 h : Evaluation Maths
10h : Présentation de la filière
13h30 : Suite des entretiens individuels

Mercredi 6/09

8h : Evaluation Physique
10h : Evaluation Anglais
13h30 : Présentation des stages par les deuxièmes années

Jeudi 7/09 et Vendredi 8/09

Ces deux journées seront consacrées plus spécifiquement aux besoins de la filière :

Présentation des salles et du matériel
Présentation de Linux
Installations logicielles

SN1 : Prise en main du logiciel SCILAB

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SCILAB (Scientific Laboratory) est un logiciel libre de calcul numérique. Il peut être utilisé pour le traitement du signal, l’analyse statistique, le traitement d’images, etc.
Il peut exécuter des instructions en ligne de commande (console), ainsi que des fichiers de commande (scripts contenant des instructions au format texte).
SCILAB est un langage interprété. Il permet de réaliser de nombreuses applications dans le domaine de la physique.
Il est complété par un environnement graphique Xcos, comparable à l’environnement graphique SIMULINK fourni avec MATLAB.
Dans ce TP, on utilisera la console et l’éditeur de script SCINOTES.

Documents

SN1 : DS bilan

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Exercices du DS bilan

Partie 1 : Caractéristiques d’un signal. Spectre. Filtrage. Diagramme de bode.
Partie2 : Caractéristique d’un capteur analogique.Sensibilité.
Partie 3 : Capteur numérique. Résolution. Trames.
Partie 4 : Traitement d’un électrocardiogramme. Echantillonnage. Shannon. Spectre.
Partie 5 : Paire torsadée. Impédance caractéristique. Atténuation. Vitesse de propagation.
Partie 6 : Choix d’un filtre. Réponse indicielle et diagramme de Bode.

SN 1 : QCM bilan des notions

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QCM 1ère année : 100 questions

1. Unités
2. Formules
3. Lecture de graphes
4. Electronique
5. Signal
6. Spectre
7. Niveaux dB
8. Signal sinusoïdal
9. Filtrage analogique
10. Echantillonnage
11. Conversion analogique-numérique
12. Capteurs analogiques
13. Capteurs numériques
14. Appareils de mesures
15. Mise en forme du signal
16. Ondes
17. Câbles
18. Composants optoélectroniques
19. Fibres optiques
20. Lecture de documentations techniques

SN1 : entrainement QCM

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QCM d’autoévaluation : Révisions 1ère année

1. Unités – 15 questions
2. Formules – 15 questions
3. Lecture de graphes – 15 questions
4. Electronique – 20 questions
5. Signal – 15 questions
6. Spectre – 15 questions
7. Niveaux dB – 10 questions
8. Signal sinusoïdal – 15 questions
9. Filtrage analogique – 30 questions
10. Echantillonnage – 15 questions
11. Conversion analogique-numérique – 15 questions
12. Capteurs analogiques – 15 questions
13. Capteurs numériques – 15 questions
14. Appareils de mesures – 10 questions
15. Mise en forme du signal – 10 questions
16. Ondes – 15 questions
17. Câbles – 15 questions
18. Composants optoélectroniques – 10 questions
19. Fibres optiques – 15 questions
21. Lecture de documentations techniques – 15 questions

SN1 : évaluation individuelle de TP

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Organisation

Evaluation individuelle de TP
7 étudiants passent l’évaluation de TP.
Les 7 autres étudiants font un QCM.
planning

Notions à revoir

Utilisation des appareils de mesures (oscilloscope, multimètre, bitscope).
Utilisation de la carte microcontrôleur.
Etude des sorties PWM.
Mise en œuvre d’un capteur numérique.
Capteur de température – Déclenchement d’un dispositif.

SN1 : TD optoélectronique – fibre optique

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TD fibre optique :

– Courbe d’atténuation linéique de la silice
– Utilisation des dB et dBm
– Bilan de puissance
– Budget optique

QCM :

– Composants optoélectroniques
– Fibre optique

SN1 : cours optoéléctronique et fibres optiques

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Composants optoélectroniques

Dualité onde-corpuscule.
Energie d’un photon.
Composants émetteurs (DEL, LASER).
Propriétés de la lumière LASER.
Comparaison lumière blanche / lumière LASER.
Composants récepteurs (Photodiode, capteur CCD).

Fibre optique

Comparaison fibre optique /câble.
Constitution. Principe de propagation de la lumière dans la fibre.
Différents types de fibres.
Bilan de liaison.
Raccordement de deux fibres.

Image de prévisualisation YouTube
Source : Comment souder 2 fibres optiques pour développer les réseaux en ville ? – Franck Montagné. Youtube.

SN1 : Révisions pour l’évaluation individuelle de TP

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Organisation

Evaluation individuelle de TP Mercredi 29 Mars 2016.
7 étudiants passent l’évaluation de TP.
Les 7 autres étudiants font un QCM.
planning

Notions à revoir

Utilisation des appareils de mesures (oscilloscope, multimètre, bitscope).
Utilisation de la carte microcontrôleur.
Réalisation d’un montage simple.
Etude des sorties PWM.
Etude des entrées analogiques.
Mise en œuvre d’un capteur de température analogique.
Mise en œuvre d’un capteur de température numérique.
Capteur de température – Déclenchement d’un dispositif.

SN1 : TP capteur I2C

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Travail à réaliser

Mise en oeuvre du capteur I2C TMP102.
Configuration en mode lecture 12 bits.
Visualisation des trames I2C.
Décodage des trames I2C.
Utilisation du bitscope.

SN1 : TD ligne de transmission

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champs

Notions abordées

Présenter les différents types de lignes de transmission : Ligne bifilaire, coaxiale.
Décrire le modèle équivalent de la ligne de transmission à l’aide de ses paramètres linéiques.
Définir l’impédance caractéristique d’une ligne de transmission.
Donner et utiliser son expression dans le cas d’une ligne sans pertes.
Étudier expérimentalement la transmission d’une impulsion et d’un échelon dans le cas d’une charge nulle, infinie ou adaptée.
Définir le coefficient de réflexion.

Ligne de transmission.

SN1 : TD ondes

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Groupe 1 :

Ondes mécaniques :

Onde mécanique progressive.
Onde transversale, onde longitudinale, onde plane et onde sphérique.
Fréquence, longueur d’onde et célérité.
Phénomène de dispersion.
Ondes sonores et ultrasonores.

Ondes électromagnétiques :

Classification selon la fréquence et la longueur d’onde dans le vide.
Structure d’une onde électromagnétique.
Période, fréquence, longueur d’onde, célérité, puissance.
Polarisation, onde TEM.

QCM ondes

Groupe 2 :

Correction DS
Aide DM

Documents

SN1 : TP Arduino : capteur de température

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Capteur analogique TMP36 – capteur numérique TMP102

Le dispositif de surveillance de température doit :

1. Afficher la température en temps réel.
2. Déclencher un « buzzer » ou un ventilateur si la température dépasse 25 °C.
3. Eteindre le « buzzer » si la température devient inférieure à 23°C.
4. Le son doit devenir de plus en plus aigu lorsque la température augmente.

Interface graphique réalisée avec le logiciel Processing

SN 1: Mise en forme du signal

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Problème

On veut déclencher un actionneur lorsque la grandeur mesurée par un capteur dépasse une certaine valeur.

Comparateur un seuil


Caractéristiques, chronogrammes, algorithme, réalisation matérielle.

Comparateur deux seuils


Caractéristiques, chronogrammes, algorithme, réalisation matérielle.

Exercice : mise en forme des données

SN1 : DS bilan des notions 2H

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Exercice 1 : Extrait BTS  : Installation de panneaux photovoltaïques avec dispositif suiveur de soleil (SUN TRACKING) : module capteur – quelques éléments sur le dispositif chargé de déterminer l’azimut.

Exercice 2 : Caractéristiques temporelles d’un signal PWM : période, fréquence, amplitude , amplitude crête à crête, rapport cyclique, valeur moyenne, valeur efficace.

Exercice 3 : Filtrage analogique du signal : spectre du signal d’entrée,  lecture du diagramme de Bode, fréquence de coupure, bande passante, atténuation en dB/décade, ordre du filtre, calcul des amplitudes des harmoniques de sortie.

Exercice 4 : Eléments d’une chaîne de traitement numérique : filtre antirepliement, échantillonneur-bloqueur, CAN, calculateur, CNA, filtre de lissage.

Exercice 5 : Choix d’une carte d’acquisition d’après un cahier des charges : condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum.

carte ES

Exercice 6 : Capteur 4 / 20 mA : sensibilité, équation de la caractéristique, intensité I fournie.

Exercice 7 : Capteur I2C : niveau de tension, débit, décodage de trames.

SN1 : TP Arduino : étude des entrées analogiques

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OBJECTIFS

1. Etude du CAN de la carte (tension pleine échelle, résolution, quantum).
can10bits
2. Mesure de la durée de la conversion analogique – numérique.
3. Modification de la tension pleine échelle VPE.
4. Mesure de la résistance d’entrée d’une broche.

SN1 : cours Echantillonnage et conversion du signal

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Notions abordées :

1. Introduction : Exemples de traitement analogique et numérique.*
2. Domaines du traitement numérique.*
3. Signal audionumérique.*
4. Différentes étapes de la numérisation.*
5. A quelle cadence doit-on échantillonner?
6. Spectre du signal échantillonné bloqué.*
7. Repliement de spectre.*
8. Quels sont les paramètres importants pour une carte E/S ? * Tension pleine échelle, Résolution, fréquence d’échantillonnage.
9. Calcul classique sur un CAN.*
10. Erreur de quantification.*
11. Chaîne de traitement numérique : rôle des différents éléments.

SN1 : Evaluation n°4

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L’évaluation n°4 (2H) aura lieu le lundi 12 décembre de 8H00 à 10H00 dans le télespace.
Devoirs SN1

Exercice 1 : Circuit avec deux alimentations.
Exercice 2 : Caractéristiques temporelles d’un signal en créneau.
Exercice 3 : Gain et atténuation.
Exercice 4 : Oscillogrammes.
Exercice 5 : Filtrage passe bas.
Exercice 6 : Filtrage passe haut.

SN1 : TP introduction au filtrage

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Un circuit simple est soumis à une tension sinusoïdale uE (t).
L’objectif est de déterminer les caractéristiques de la tension uS(t).
amplitude et phase à l’origine) pour différentes fréquences
du signal d’entrée.
– Dans un premier temps, on réalisera l’étude théorique du circuit.
– On effectuera ensuite une simulation du circuit avec le logiciel ISIS.
– Enfin, on réalisera le montage et les mesures grâce à l’oscilloscope et au logiciel CLEOVIEW.

Savoirs-faire évalués pour le TP individuel  :

Utilisation des appareils de mesures (GBF, oscilloscope, multimètre).
Utilisation de la carte et du logiciel d’acquisition.
Acquisition de signaux et de spectres.
Réalisation d’un montage simple.
Utilisation d’un logiciel de simulation.

SN1 : Correction Evaluation 3

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Notions abordées

Exercice 1 : Relations physiques de base.
Exercice 2 : Application numérique d’une formule.
Exercice 3 : Caractéristique d’un capteur linéaire.
Exercice 4 : Circuit avec une seule alimentation.
Exercice 5 : Circuit avec deux alimentations.
Exercice 6 : Pont diviseur de tension.
Exercice 7 : Caractéristiques temporelles d’un signal en créneau.
Exercice 8 : Valeur moyenne et efficace du signal issu d’un onduleur.
Exercice 9 : Spectre d’un signal.
Exercice 10 : Extrait d’un sujet de BTS avec les différentes notions.

Devoirs SN1

SN1 : TP acquisition des signaux

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Objectifs :

Acquérir des signaux via un oscilloscope.
Mémoriser un signal ou une collection de signaux.
Modifier les noms et les unités des signaux.
Afficher les graphes des signaux.
Manipuler les graphes (échelles, curseurs, zooms).
Exporter l’image d’un graphe vers un traitement de texte.
Exporter les données d’un graphe vers un tableur.
Modifier un signal (supprimer des points ou en rajouter).
Réaliser une opération sur un signal.
Modéliser un signal.
Charger une collection de signaux.
Lisser ou mettre en forme un signal.

SN1 : TD révisions des bases de l’électronique

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Notions abordées

Fléchage des tensions. Potentiels. Loi des tensions.
Calcul d’une résistance de protection. Loi d’ohm
Diviseur de tension à vide.
Diviseur de tension en charge.

Evaluation mercredi 28 septembre

Ex1 : Lecture d’un oscillogramme.
Ex2 : Relations scientifiques de base.
Ex3 : Application numérique d’une formule.
Ex4 : Capteur linéaire. Sensibilité. Equation d’une droite.
Ex5 : Circuit avec led.
Ex6 : Tension et potentiels.
Ex7 : Pont diviseur de tension.

SN 1 : TD transmission par câble

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Exercice : paire torsadée dans un réseau CAN

Mesure de l’atténuation d’une paire différentielle torsadée.
Impédance caractéristique et résistances de terminaison.
Comportement d’une paire différentielle torsadée en régime impulsionnel.