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SN 1 : TD bases de l’électronique

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Notions abordées

– Source de tension parfaite, caractéristique, courant de court-circuit.
– Générateur réel, caractéristique, courant de court-circuit.
– Résistances équivalentes.
– Relation du diviseur de tension.
– Montage avec plusieurs sources de tension : théorème de Millman ou de superposition.

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.

filtrage

SN1 : TD révisions des bases de l’électronique

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Notions abordées

– Résistances équivalentes.
– Diviseur de tension à vide.
– Potentiomètre.

SN1 : TD révisions des bases de l’électronique

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Notions révisées :

– Loi d’additivité des tensions.
– Potentiels. Masse et Terre.
– Fléchage des tensions et des courants.
– Conventions générateur et récepteur.
– Lois des noeuds.
– Loi d’ohm.
– Puissance électrique.

Bases de l’électronique

SN1: TP montages électroniques simples

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Notions abordées :

– Générateur réel, caractéristique, courant de court-circuit.
– Loi d’ohm.
– Résistances équivalentes.
– Relation du diviseur de tension.

TP montages électroniques simples :

– Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.
– Vérifier par la mesure les différentes lois de l’électricité.
– Générer un signal à l’aide du GBF.

SN1 : TD notions de base

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Notions abordées :

Notations.
Homogénéité des formules.
Unité et ordre de grandeur.
Exemple de calcul simple.
Unité de base.
Multiple des unités.
Equation d’une droite.
Erreurs fréquentes.

SN1 : TP révisions des bases de l’électronique

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Présentation du programme des deux années.

procédé

TP révisions des bases de l’électronique

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.

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 : Fibres optiques

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1. Comparaison fibre optique /câble.
2. Principe de propagation de la lumière dans le fibre.
3. Différents types de fibres.
4. Définition du dBm.
5. Atténuation dans une liaison optique.
6. Bilan de liaison.
7. Emetteurs optiques.
8. Récepteurs optiques.

SN1 : Cours ligne de transmission

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champsPrésenter 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 : 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

Chronogramme et spectre d’un signal audio obtenus avec Scilab.

SN1 : TD ondes électromagnétiques.

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Ondes électromagnétiques :

Exercice 1 : Sources d’ondes électromagnétiques – fréquence et puissance d’émission – valeur du champ électrique.
Exercice 2 : Propagation de l’onde pour la liaison hertzienne TNT.
Exercice 3 : Parcours multiple d’une onde électromagnétique.

Révisions pour le DS bilan du 7 Avril :

Devoir surveillé traitement analogique – 6 Janvier 2015
Devoir Maison capteurs arduino – 24 Février 2015
Devoir surveillé acquisition – 3 Mars 2015
Exercice systèmes linéaires.
Exercice Ondes mécaniques et électromagnétiques.

SN1 : TD systèmes linéaires

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Systèmes passe bas d’ordre 2 :

Réponse indicielle et diagramme de Bode.

2eme ordre freq

Ondes :

ondes mécaniques et électromagnétiques.

SN1 : TP utilisation d’un servomoteur

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1. Révision : capture de trames à l’oscilloscope (utilisation du trigger)
2. Utilisation d’un servomoteur :
servo
Impulsion de durée 1,481 ms, soit une position angulaire théorique de 87°.
Le servomoteur est contrôlé par un signal PWM  (de fréquence 50Hz) de la manière suivante :
Impulsion de durée 1ms : position 0°
Impulsion de durée 1,5ms : position médiane 90°.
Impulsion de durée 2ms : position 180°.

SN1 : TD systèmes linéaires du 2nd ordre

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Systèmes passe bas d’ordre 2 : Réponse indicielle et diagramme de Bode.

2eme ordre freq

SN1 : TP capteur I2C

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

trame i2c

SN1 : TD Systèmes du 1er ordre

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Exercice passe bas du 1er ordre

1er ordre freq
Equivalence entre la réponse temporelle et fréquentielle.
Transmittance statique.
Constante de temps du système (s).
Gain statique (dB).
Pulsation de coupure du système (rad.s-1).
Fréquence de coupure du système (Hz).

SN1: TD systèmes linéaires

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Identification par réponse indicielle

repind
Cette méthode consiste à soumettre le système à un échelon et à analyser sa réponse.

Identification par réponse fréquentielle

Lorsque l’étude de la réponse indicielle est insuffisante pour identifier le système (doute sur l’ordre par exemple), il est parfois indispensable d’étudier sa réponse fréquentielle. (diagramme de Bode).

Passe bas du 1er ordre

Equation différentielle.
Transmittance complexe.
Transmittance statique T0.
Constante de temps du système (s).
pulsation de coupure du système (rad.s-1).
Frequence de coupure du système (Hz).
Exercice passe bas du 1er ordre

SN1 : DS acquisition d’une grandeur physique

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DS acquisition
Exercice 1 : Chaîne de traitement numérique (rôle des différents éléments).
Exercice 2 : Extrait BTS : CD audio (Shannon, fréquence d’échantillonnage, quantum).
Exercice 3 : Capteur analogique et numérique de pression (sensibilité, résolution).
Exercice 4 : Filtrage su signal issu d’un capteur (fréquence de coupure, spectre du signal d’entrée, spectre du signal de sortie).
Exercice 5 : Capteur de température TMP102 (trames I2C).

trame i2c

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

SN1 : Systèmes physiques linéaires

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1. Exemples de systèmes en boucle ouverte  et en boucle fermée :

Positionnement d’un robot.
Vitesse d’un véhicule.
Fonctionnement d’un lave-vaisselle.
Maintien de la station debout chez l’homme.

2. Vocabulaire et définitions :

Définition d’un système, entrée, sortie.
Régime transitoire.
Régime permanent.
Différents types d’excitations.

Impulsion de dirac.
Echelon.
Rampe.
Signal sinusoïdal.

Résumés de cours

SN1 : TD Révisions capteurs

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Notions révisées :

Eléments d’une chaîne de traitement numérique :
Filtre antirepliement, échantillonneur-bloqueur, CAN, calculateur, CNA, filtre de lissage.
Echantillonnage et Conversion :
Condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum, choix d’une carte d’acquisition d’après un cahier des charges.
Capteur :
Etendue de mesure, sensibilité, résolution, équation de la caractéristique.
Exercice capteur-transmetteur

Révisions pour le DS du mardi 3 Mars :

Echantillonnage et conversion : Eléments d’une chaine de traitement numérique, spectre d’un signal échantillonné-bloqué, condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum.
Capteur : étendue de mesure, sensibilité,équation de la caractéristique d’un capteur. Résolution d’un capteur numérique, décodage d’une trame connaissant le format.
Filtrage analogique : filtrage du signal issu d’un capteur. Spectre du signal filtré.

SN 1 : Bilan des notions abordées

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NOTIONS ABORDEES :

– Notions de base en courant continu  : tension, potentiels, Loi d’ohm, diviseurs de tension , théorème de Millman.

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

– Caractéristiques fréquentielles : spectre d’amplitude, harmoniques, composante continue, fondamental.

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

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

– Echantillonnage et Conversion : Condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum, choix d’une carte d’acquisition d’après un cahier des charges.

– Capteur : étendue de mesure, sensibilité, résolution, équation de la caractéristique. Les capteurs numériques(liaison synchrone, full duplex, la liaison I2C)

DEVOIR MAISON : A rendre pour le Mardi 24 Février.

SN1 : DS traitement analogique

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Exercice 1 : alimentation symétrique (fléchage, potentiels, diviseur de tension, Millman)

Exercice 2 : Caractéristique d’un signal PWM (période, fréquence, rapport cyclique, valeur moyenne, valeur efficace)

Exercice 3 et 4 : extrait BTS 2013 : banc de test pour batterie (spectre, valeur moyenne, valeur efficace, capteur, amplificateur, fréquence de coupure)

Exercice 5 : Oscillogrammes (mesure de déphasages)

Exercice 6 : Filtres passifs audio  (nature des filtres)

Exercice 7 : Valeur efficace d’un signal échantillonné-bloqué.

Organisation de l’évaluation de TP Mercredi 7 Janvier :

8H/10H : Jérémie, Julie, Marion, Baptiste, Romain, Yoann B, Pierre, Stevan.
10H/12H : Kylian, Aissa, Alexandre, Djalil, Victor J, Florian, Keskin.
13H30/15H30 :Victor A, Dylan, Nicolas, Tanguy, Robin, Antoine, Thomas, Jérémy.
15H30/17H30 : Gwendal, Yoann P, Erwan, Léo, Emeric, Marc, Morad.

SN1 : TP étude de filtres analogiques

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TP ETUDE DE FILTRES

Filtres étudiés  : filtre ADSL, Filtres audio graves, médiums,  aigus.
Simulation avec le logiciel ISIS : tracé des diagrammes de Bode (gain)
Mesures automatisées : pilotage de l’oscilloscope numérique et du GBF programmable à l’aide du logiciel Cléoview pour tracer automatiquement les diagrammes de Bode  (gain et déphasage)

Organisation de l’évaluation de TP

Mercredi 16 décembre :
8H/10H : Jérémie, Julie, Marion, Baptiste, Romain, Yoann B, Pierre, Stevan.
10H/12H : Kylian, Aissa, Alexandre, Djalil, Victor J, Florian, Keskin.
13H30/15H30 :Victor A, Dylan, Nicolas, Tanguy, Robin, Antoine, Thomas, Jérémy.
15H30/17H30 : Gwendal, Yoann P, Erwan, Léo, Emeric, Marc, Morad.

SN1 : TD echantillonnage et conversion

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1. Erreur de quantification. ( CAN par troncature et par arrondi)

2. Eléments d’une chaîne de traitement numérique.

3. Etude d’une carte E/S 12 bits .

4. Différents types de CAN.

5. Choix d’une carte d’acquisition.

carte ES