Intervention sur un systme technique Afficheur industriel AIW

Intervention sur un système technique Afficheur industriel « AIW » Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix-Marseille

Mise en situation l l l Le champ technologique abordé est celui de la communication. Le système d’affichage est utilisé par les entreprises sur les sites de production pour informer les opérateurs de l’état des îlots de machines. Le système d’affichage doit diffuser des messages visibles à quelques dizaines de mètres. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 2

Le système technique en situation. . . Atelier de fabrication d’éléments de transmission automobile Afficheur industriel Automate de gestion Affichage des messages Rechargement bacs de pièces Demande d’intervention Comptes rendus …. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Plusieurs îlots de production contrôlés par un seul opérateur Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 3

Organisation du système Choix du message Afficheur Liaison informatique Message à visualiser Personnel de surveillance et de contrôle Gardanne les 3 et 4 février 2004 Equipement industriel Utilisateur Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 4

L’afficheur : mode d’accès Liaison parallèle Liaison série Afficheur MODEM Module Ethernet Réseau d’entreprise Ethernet Gardanne les 3 et 4 février 2004 MODEM Réseau téléphonique RTC Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 5

Organisation fonctionnelle Interface de commande Unité de contrôle et de communication Interface de communication Liaison informatique Gardanne les 3 et 4 février 2004 Matrice d’affichage Message à visualiser Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 6

Choix du système Plusieurs critères sont à prendre en compte pour le choix du système : l Il est choisi dans 1 des 8 domaines à aborder. l Il doit permettre de valider les compétences de l’épreuve E 5. l Il doit dans le cadre de la formation permettre : l L’acquisition des compétences l L’acquisition des savoirs associés. l Il doit être disponible (documentation complète) et à un coût raisonnable. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 7

Intérêt du système Dans le cadre de la formation Acquisition des compétences et des savoirs l Le système présenté permet de couvrir toutes les compétences à évaluer. l L’acquisition des compétences et des savoirs associés peut se faire au travers d’une série de travaux pratiques. l Exemples : l Liaison séries, modem & Ethernet l Tests et mesures sur les lignes de transmission l Paramétrage et test d’une liaison (débit, erreur, bande passante…) l Installation d’un module optionnel dans un produit (connexion paramétrage, validation du fonctionnement) Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 8

Acquérir des savoirs (exemples) Affichage d’informations l Stockage des informations l Traitement des informations l Construction électronique l Techniques d’affichage l Liaison série et protocoles associés l Utilisation d’un réseau (pile TCP/IP) embarqué dans un microprocesseur l Utilisation d’un réseau téléphonique commuté et protocoles associés. l CEM compatibilité électromagnétique l Techniques de mesures associées à une procédure l Normes, tests et recettes des produits ou systèmes Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES industriels Académie d’Aix- Marseille l 9

Pour atteindre les compétences l l l M 1: installer et ou configurer un nouvel équipement ou produit. M 2 : valider le bon fonctionnement de l’équipement ou du produit. M 3 : détecter le ou les composants ou les constituants défectueux. M 4 : remplacer le ou les constituants défectueux. T 1 : effectuer des tests en conformité avec une procédure établie sur une maquette. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 10

Exemple d’activité formatrice Problématique (issue du RAP) l L’étudiant est dans la situation d’un technicien employé dans une société de services qui doit installer pour un client industriel, un système d’affichage. l L’affichage et les modules associés sont disponibles auprès d’un fournisseur. l L’ étudiant est le maître d’œuvre de l’installation. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 11

Exemple d’activité formatrice Situation initiale, l’étudiant dispose : l De l’afficheur dans sa configuration de base livré par le fournisseur. l Des modules modem et Ethernet non implantés dans l’afficheur. l Des spécifications demandées par un client qui désire exploiter un afficheur sur un site de production (type de message, mode d’exploitation, distance, vitesse, équipements et lignes disponibles…). l Des logiciels d’exploitation nécessaires. l Des notices techniques des produits et logiciels. l Des appareils de mesure nécessaires. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 12

Exemple d’activités formatrices Activités : l Tester le bon fonctionnement du produit livré par le fournisseur en validant les spécifications annoncées. l Définir selon les spécifications demandées par le client les modules à implanter dans l’afficheur. l Implanter le module (connexion, paramétrage). l Définir la procédure de test nécessaire (associée à la liste des appareils nécessaires). l Installer et configurer l’ensemble des éléments nécessaires. l Etablir une recette de l’installation en validant les spécifications du cahier des charges initial du client. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 13

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 1 / installation - configuration Problématique : l On désire connecter l’afficheur à un réseau Ethernet d’entreprise. l On évalue les compétences suivantes : l M 1 : installer et ou configurer un nouvel équipement ou produit. l M 2 : valider le bon fonctionnement de l’équipement ou du produit. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 14

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 1 / installation - configuration Situation initiale, l’étudiant dispose : l De l’afficheur dans sa configuration de base livré par le fournisseur. l Du module Ethernet non implanté dans l’afficheur. l Des spécifications demandées par un client qui désire exploiter un afficheur en utilisant une liaison Ethernet. l Des logiciels d’exploitation nécessaires. l Des notices techniques des produits et logiciels. l Des appareils et des logiciels de test nécessaires. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 15

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 1 / installation - configuration Activités P 1 : l Implanter le module Ethernet (connexion, paramétrage). l Utiliser la procédure de test fournie (associée à la liste des appareils et logiciels nécessaires). l Etablir une recette de l’installation en validant les spécifications du cahier des charges initial du client. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 16

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 2 / mesure Problématique : l On désire vérifier les spécifications de la liaison série RS 232. l On évalue la compétence suivante : l T 1 : effectuer des tests en conformité avec une procédure établie sur une maquette. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 17

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 2 / mesure Situation initiale, l’étudiant dispose : l De l’afficheur connecté à un PC par la liaison série RS 232 (des bornes d’accès sont prévues sur la liaison et un filtre limiteur de bande passante peut être inséré sur une des lignes de données). l Appareils de mesures mis à disposition : l Oscilloscope à mémoire l Oscilloscope avec fonction FFT l Documentation : l Procédures d’installation l Procédures de test des équipements Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 18

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 2 / mesure Activités : l Vérification des niveaux de tension. l Vérification de la vitesse de transmission. l Mise en évidence de la dégradation des signaux dans le cas d’une liaison non conforme. l Détection d’une coupure de ligne. l Visualisation du spectre du signal de données (code NRZ). l Recherche de la limite de bon fonctionnement en fonction de la bande passante du canal. l Utilisation du diagramme de l’œil. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 19

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 2 / mesure Problématique : l Les réseaux Ethernet et téléphonique ne sont pas disponibles. On effectue la liaison entre le PC et l’afficheur en utilisant des modems optiques (passage liaison RS 232 vers fibres optiques). l On évalue la compétence suivante : l T 1 : Effectuer des tests en conformité avec une procédure établie sur une maquette. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 20

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 2 / mesure Situation initiale : l l La liaison est installée entre source optique MOS et récepteur optique MOP. Matériel mis à disposition : l l l 300 m de fibre silice Fibres de raccordement Source et récepteur optique JENOPTEC Modem fibre optique Documentation : l l Manuel utilisateur JENOPTEC Procédure d’installation des modem fibre Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 21

Intérêt du système Dans le cadre de la certification (E 5) Exemple de scénarios : P 2 / mesure Activités : l Mesurage de la puissance optique à l’entrée du récepteur pour différentes puissances d’émission (mesures en d. B et μW) l Dans les deux sens de transmission l Avec et sans fibre de raccordement Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 22

Scénarios possibles Liaison parallèle Liaison série Afficheur MODEM Module Ethernet Réseau d’entreprise Ethernet Gardanne les 3 et 4 février 2004 MODEM Réseau téléphonique RTC Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 23

Organisation structurelle Vue globale Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 24

Les perspectives l l L’afficheur est disponible à la vente. Coût environ 2300 € (15 000 F) en version complète avec tous les modules et logiciels d’exploitation. Fourniture possible de modules internes complémentaires pour T. P. Fourniture des outils de développement en C pour mettre à jour les logiciels Ethernet sur Rabbit. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 25

Schéma fonctionnel de l’afficheur de base Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 26

FP 1 : matrice d’affichage l l l L’affichage est assuré par des afficheurs de 50 mm constitués par une matrice de 5 par 7. Le schéma structurel montre que les 7 lignes sont alimentées depuis les sorties d’un registre à décalage. La mise en série de ces registres permet au moyen d’un signal Data et ce rythme du signal Clock de positionner l’état des lignes depuis le microprocesseur. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 27

FP 2 : interface de commande l l Un seul port de 8 bits du microprocesseur de la fonction FP 3 permet de commander les afficheurs. Le schéma structurel nous montre la génération des 4 signaux de commandes registres à décalage au travers de buffer à collecteur ouvert. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 28

FP 2 : interface de commande l La commande des 5 colonnes de l’afficheur est obtenue au travers d’un décodeur 3 vers 8 dont 5 sorties sont utilisées. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 29

FP 3 : unité de traitement l La fonction FP 3 est construite autour d’un microcontrôleur 8 bits associé à une mémoire EPROM de 8 k octets et à une RAM de 64 k octets qui contient les messages mémorisés. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 30

FP 3 : unité de traitement l La bonne marche de l’afficheur est conditionnée à celle du bon déroulement du programme de gestion, aussi le microprocesseur est-il associé à un circuit de gestion de l’alimentation utilisant un circuit spécialisé MAX 690. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 31

FP 3 : unité de traitement l l C’est le port P 6 x de 8 bits qui permet de commander les afficheurs au travers de la fonction FP 2. On utilise des ports d’entrée/sortie pour lire l’état d’interrupteurs qui permettront de choisir différents paramètres. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 32

FP 4 : interface RS 232 l La fonction FP 4 permet de convertir les signaux de la transmission série RS 232 en signaux compatibles avec le port série du microprocesseur. Elle est construite autour du circuit MAX 232. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 33

FP 5 : interface RS 485 l La fonction FP 5 permet de convertir les signaux de la transmission série RS 485 en signaux compatibles avec le port série du microprocesseur. Elle est construite autour du circuit LTC 491. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 34

FP 6 : interface boucle de courant l La fonction FP 6 permet de convertir les signaux de la transmission série boucle de courant en signaux compatibles avec le port série du microprocesseur. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 35

FP 7 : interface parallèle l l l La fonction FP 7 permet de mettre à niveau les signaux de la transmission en mode parallèle afin de les rendre compatible avec les ports du microprocesseur. On donne pour un bit le schéma utilisé. La mise en place ou non et le choix des valeurs de composants permet d’utiliser en entrée différentes tensions. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 36

FA : alimentation l La fonction FA permet de fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’ensemble des fonctions. Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 37

Organisation structurelle Unité de contrôle Caractéristiques : l Microcontrôleur HD 63 C 03 l 8 K octets de ROM et 32 K octets de RAM l Liaison série l 3 ports d’entrées/sorties 8 bits Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 38

Organisation structurelle Carte de communication Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 39

Organisation structurelle Interface de commande Caractéristiques : l Interface de puissance l Liaison parallèle avec l’unité de contrôle l Bus série avec les afficheurs Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 40

Organisation structurelle Matrice d’affichage Caractéristiques : l 24 matrices de 5 x 7 l Organisées en 2 lignes l Taille de la matrice : 50 mm l Technologie : diodes électroluminescentes Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 41

Organisation structurelle Liaison Ethernet Caractéristiques : l Module additionnel microcontrôleur l Liaison Ethernet standard 10 Mbits 10 Base. T l Serveur Web embarqué l Paramétrage des caractéristiques accessible Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 42

Organisation structurelle Prototype pour la liaison Ethernet Caractéristiques : l Module prototype Picdem l Microcontrôleur PIC (programme disponible) l Liaison Ethernet standard 10 Mbits 10 Base. T l Serveur Web embarqué l Paramétrage des caractéristiques accessible Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 43

Crédits Jean-Claude Niedercorn Lycée La briquerie Thionville l jeanclaude. niedercorn@laposte. net l j-c. niedercorn@ac-nancy-metz. fr l Société le matériel électrique l info-clients@mat-electronique. com l http: //www. mat-electronique. com l Gardanne les 3 et 4 février 2004 Séminaire nouveau BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES Académie d’Aix- Marseille 44