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.

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.

OBJECTIFS

1. Etude du CAN de la carte (tension pleine échelle, résolution, quantum).

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.

Notions abordées :

capteur : Etendue de mesure, sensibilité, équation de la caractéristique.
CAN : quantum, résolution.
Modification de la tension de référence du CAN, résolution.
Amplification du signal, résolution.
Amplificateur de différence, résolution.
Comparateur 1 seuil.
comparateur 2 seuils.
Spectre d’un signal.
Filtrage analogique.
Notion de filtrage numérique.
Equation de récurrence.
Schéma bloc.

sujet TD

1. Relever les oscillogrammes et les spectres de signaux périodiques à l’aide de l’oscilloscope numérique et du logiciel d’acquisition.
2. Relever les spectres de signaux sonores à l’aide du logiciel  ISIS.

Exemple d’application d’analyse spectrale :
L’application « Shazam »  est capable d’identifier en 10 secondes un morceau de musique ( parmi 8 millions de morceaux ) en analysant certaines fréquences contenues dans le signal !

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

– Amplification et mise en forme d’un signal : montages de base à AOP, fonctionnement linéaire ou non linéaire, algorithme comparateur un seuil ou deux seuils.

– 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)

DS Lundi 14 Mars  :

Revoir les différentes notions

Révision nombre complexe

Forme polaire et algébrique d’un nombre complexe.
Addition et soustraction de deux nombres complexes.
Multiplication et division de deux nombres complexes.
Conjugué, opposé et inverse d’un nombre complexe.

Courant continu : Fléchage des tensions, lois des tensions, lois d’ohm, pont diviseur de tension, calcul des potentiels, théorème de Millman, caractéristiques U=f(I) d’un dipôle, point de fonctionnement.
Signal périodique : période, fréquence, valeur crête à crête,rapport cyclique, valeur moyenne , valeur efficace, valeur efficace de la composante alternative.

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.

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.

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.

Notions à réviser pour le DS (Mardi 9 décembre 8H-10H)

Courant continu : diviseur de tension, Millman, notions de potentiels.
Signaux : composante continue, composante alternative, valeur moyenne, valeur efficace, fréquence, période, rapport cyclique.
Sinusoïdal : expression temporelle, amplitude, pulsation, déphasage.
Spectres : spectre d’un signal périodique, action d’un filtre sur le spectre d’un signal, taux de distorsion harmonique
Filtrage analogique : comportement physique du filtre, fonction de transfert ou transmittance, représentation de Bode, bande passante, ordre.
Calculs de transmittance : uniquement sur les filtres RC et CR.

Cours échantillonnage et conversion

Exemples de traitement analogique et de traitement numérique.
Chaîne de traitement numériques : rôle des différents éléments.
Quels sont les paramètres importants pour une carte d’E/S ? Tension pleine échelle, Résolution, fréquence d’échantillonnage.
A quelle fréquence doit-on échantillonner? Théorème de Shannon. Effet du sous-échantillonnage.

MISE EN OEUVRE D’UN CAPTEUR D’ECLAIREMENT

– Caractéristiques du signal capteur.

– Filtrage analogique du signal.

– Filtrage numérique du signal. (non récursif et récursif)

Exemple : échantillonnage à 1102.5 Hz soit un facteur de décimation de 40:

Exemple : codage sur 5 bits par troncature:

Notions à revoir pour le DS du lundi 16 décembre

Ex1 : Formules de base
Ex2 : Transformation de formules
Ex3 : Capteur analogique
Ex4 : Capteur numérique
Ex5 : Caractéristiques d’un signal
Ex6 : Spectre d’un signal
Ex7 : Conversion analogique numérique
Problème : écran tactile : documentation technique, diviseur de tension, CAN.

A la demande de plusieurs étudiants de première année, voici un complément sur l’utilisation d’un bouton poussoir et d’une résistance de pull up, ainsi que le corrigé de l’exercice sur le Pont de Wheatstone.

Bouton poussoir et résistance de pull up

Le bouton poussoir (BP) est un composant très simple :
Lorsqu’on appuie sur le BP, le circuit se ferme et le courant passe.
Lorsque le BP est relaché, le circuit est ouvert et le courant ne passe pas.
Cependant son utilisation nécessite de prendre quelques précautions !

Explications simples pour ceux qui le désirent sur le site OPENCLASSROOMS.

Corrigé Exercice

CORRIGE pont de Wheatstone

PREMIERS MONTAGES

Les montages sont réalisés à l’aide de capteurs et d’actionneurs les plus simples possibles : bouton poussoir, potentiomètre, LED.

Ils permettent de comprendre le fonctionnement de la carte et du langage Arduino.

Par la suite, l’utilisation de capteurs et actionneurs plus complexes (accéléromètres, servomoteurs, …) suivra exactement le même raisonnement.

TP LED RVB

L’objectif est d’obtenir une couleur déterminée à l’aide d’une LED RVB

1.Utilisation d’une LED RVB
2. Utilisation d’un potentiomètre pour régler la couleur RVB
3. Utilisation de 3 potentiomètres pour régler chaque composante R, V et B.

1. Relever les oscillogrammes et les grandeurs caractéristiques pour différents signaux.
2. Utiliser pour cela les différents appareils à disposition dans la salle : Voltmètres, Oscilloscope numérique, Carte d’acquisition+logiciel Cleoview.
3. Utiliser le logiciel cleoview et la carte d’acquisition pour  générer un signal préenregistré.
4. Mettre en évidence les limitations en fréquence des différents appareils de mesures).

Appareils utilisés : multimètre MX579 et MX553, oscilloscope numérique TDS 2002B, carte d’acquisition NI et logiciel cleoview.

1) Finir le TD  » Bases de l’électronique ».

2) Vérification des Savoirs-Faire expérimentaux.

Activité  1 : diviseur de tension et CTN

Activité 2 : montage de l’exercice 5 du TD

Activité 3 : Mesure de l’intensité absorbée par le moteur MCC

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 Cleoview;