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Intervention sur un système
technique
Afficheur industriel « AIW »
Gardanne les 3 et 4 février 2004
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Académie d’Aix-Marseille
Mise en situation



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.
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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
….
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Plusieurs îlots
de production
contrôlés
par un seul opérateur
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Organisation du système
Choix du
message
Afficheur
Liaison
informatique
Message à
visualiser
Personnel
de surveillance
et de contrôle
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Equipement
industriel
Utilisateur
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L’afficheur : mode d’accès
Liaison parallèle
Liaison série
Afficheur
MODEM
Module Ethernet
Réseau d’entreprise Ethernet
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MODEM
Réseau
téléphonique
RTC
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Organisation fonctionnelle
Interface
de
commande
Unité de contrôle
et de
communication
Interface
de
communication
Liaison
informatique
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Matrice
d’affichage
Message à visualiser
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Choix du système
Plusieurs critères sont à prendre en compte pour le choix du
système :
 Il est choisi dans 1 des 8 domaines à aborder.
 Il doit permettre de valider les compétences de l’épreuve E5.
 Il doit dans le cadre de la formation permettre :
 L’acquisition des compétences
 L’acquisition des savoirs associés.
 Il doit être disponible (documentation complète) et à un coût
raisonnable.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la formation
Acquisition des compétences et des savoirs
 Le système présenté permet de couvrir toutes les
compétences à évaluer.
 L’acquisition des compétences et des savoirs associés
peut se faire au travers d’une série de travaux pratiques.
 Exemples :
 Liaison séries, modem & Ethernet
 Tests et mesures sur les lignes de transmission
 Paramétrage et test d’une liaison (débit, erreur, bande
passante…)
 Installation d’un module optionnel dans un produit
(connexion paramétrage, validation du
fonctionnement)
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Acquérir des savoirs (exemples)
Affichage d’informations
 Stockage des informations
 Traitement des informations
 Construction électronique
 Techniques d’affichage
 Liaison série et protocoles associés
 Utilisation d’un réseau (pile TCP/IP) embarqué dans un
microprocesseur
 Utilisation d’un réseau téléphonique commuté et
protocoles associés.
 CEM compatibilité électromagnétique
 Techniques de mesures associées à une procédure
 Normes, tests et recettes des produits ou systèmes
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industriels
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
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Pour atteindre les compétences





M1: installer et ou configurer un nouvel équipement ou
produit.
M2 : valider le bon fonctionnement de l’équipement ou
du produit.
M3 : détecter le ou les composants ou le ou les
constituants défectueux.
M4 : remplacer le ou les constituants défectueux.
T1 : effectuer des tests en conformité avec une
procédure établie sur une maquette.
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Exemple d’activité formatrice
Problématique (issue du RAP)
 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’affichage et les modules associés sont disponibles
auprès d’un fournisseur.
 L’ étudiant est le maître d’œuvre de l’installation.
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Exemple d’activité formatrice
Situation initiale, l’étudiant dispose :
 De l’afficheur dans sa configuration de base livré par
le fournisseur.
 Des modules modem et Ethernet non implantés dans
l’afficheur.
 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…).
 Des logiciels d’exploitation nécessaires.
 Des notices techniques des produits et logiciels.
 Des appareils de mesure nécessaires.
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Exemple d’activités formatrices
Activités :
 Tester le bon fonctionnement du produit livré par le
fournisseur en validant les spécifications annoncées.
 Définir selon les spécifications demandées par le
client les modules à implanter dans l’afficheur.
 Implanter le module (connexion, paramétrage).
 Définir la procédure de test nécessaire (associée à la
liste des appareils nécessaires).
 Installer et configurer l’ensemble des éléments
nécessaires.
 Etablir une recette de l’installation en validant les
spécifications du cahier des charges initial du client.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P1 / installation - configuration
Problématique :
 On désire connecter l’afficheur à un réseau Ethernet
d’entreprise.
 On évalue les compétences suivantes :
 M1 : installer et ou configurer un nouvel équipement
ou produit.
 M2 : valider le bon fonctionnement de l’équipement ou
du produit.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P1 / installation - configuration
Situation initiale, l’étudiant dispose :
 De l’afficheur dans sa configuration de base livré par le
fournisseur.
 Du module Ethernet non implanté dans l’afficheur.
 Des spécifications demandées par un client qui désire
exploiter un afficheur en utilisant une liaison Ethernet.
 Des logiciels d’exploitation nécessaires.
 Des notices techniques des produits et logiciels.
 Des appareils et des logiciels de test nécessaires.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P1 / installation - configuration
Activités P1 :
 Implanter le module Ethernet (connexion, paramétrage).
 Utiliser la procédure de test fournie (associée à la liste
des appareils et logiciels nécessaires).
 Etablir une recette de l’installation en validant les
spécifications du cahier des charges initial du client.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P2 / mesure
Problématique :
 On désire vérifier les spécifications de la liaison série
RS232.
 On évalue la compétence suivante :
 T1 : effectuer des tests en conformité avec une
procédure établie sur une maquette.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P2 / mesure
Situation initiale, l’étudiant dispose :
 De l’afficheur connecté à un PC par la liaison série RS232
(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).
 Appareils de mesures mis à disposition :
 Oscilloscope à mémoire
 Oscilloscope avec fonction FFT
 Documentation :
 Procédures d’installation
 Procédures de test des équipements
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P2 / mesure
Activités :
 Vérification des niveaux de tension.
 Vérification de la vitesse de transmission.
 Mise en évidence de la dégradation des signaux dans le
cas d’une liaison non conforme.
 Détection d’une coupure de ligne.
 Visualisation du spectre du signal de données (code
NRZ).
 Recherche de la limite de bon fonctionnement en fonction
de la bande passante du canal.
 Utilisation du diagramme de l’œil.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P2 / mesure
Problématique :
 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 RS232 vers fibres optiques).
 On évalue la compétence suivante :
 T1 : Effectuer des tests en conformité avec une
procédure établie sur une maquette.
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P2 / mesure
Situation initiale :


La liaison est installée entre source optique
MOS et récepteur optique MOP.
Matériel mis à disposition :





300 m de fibre silice
Fibres de raccordement
Source et récepteur optique JENOPTEC
Modem fibre optique
Documentation :


Manuel utilisateur JENOPTEC
Procédure d’installation des modem fibre
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Intérêt du système
Dans le cadre de la certification (E5)
Exemple de scénarios : P2 / mesure
Activités :
 Mesurage de la puissance optique à l’entrée du récepteur
pour différentes puissances d’émission (mesures en dB
et μW)
 Dans les deux sens de transmission
 Avec et sans fibre de raccordement
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Scénarios possibles
Liaison parallèle
Liaison série
Afficheur
MODEM
Module Ethernet
Réseau d’entreprise Ethernet
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MODEM
Réseau
téléphonique
RTC
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Organisation structurelle
Vue globale
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Les perspectives




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.
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Schéma fonctionnel
de l’afficheur de base
D2
D3
FP5
interface
série RS422
D4
D5
FP6
interface
série boucle
de courant
D1
D7
FP7
interface
parallèle
D9
D6
FP3
unité de traitement
et de
mémorisation
FP2
interface de commande
D10
FP4
interface
série RS232
FP1
matrice d'affichage
D8
FA : alimentation
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FP1 : matrice d’affichage



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.
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FP2 : interface de commande


Un seul port de 8 bits du microprocesseur de la fonction FP3
permet de commander les afficheurs.
Le schéma structurel nous montre la génération des 4
signaux de commandes des registres à décalage au travers
de buffer à collecteur ouvert.
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FP2 : interface de commande

La commande des 5 colonnes de l’afficheur est obtenue au
travers d’un décodeur 3 vers 8 dont 5 sorties sont utilisées.
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FP3 : unité de traitement

La fonction FP3 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.
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FP3 : unité de traitement

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 MAX690.
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FP3 : unité de traitement


C’est le port P6x de 8 bits
qui permet de commander
les afficheurs au travers de
la fonction FP2.
On utilise des ports
d’entrée/sortie pour lire
l’état d’interrupteurs qui
permettront de choisir
différents paramètres.
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FP4 : interface RS232

La fonction FP4 permet de convertir les signaux de la
transmission série RS232 en signaux compatibles avec le
port série du microprocesseur. Elle est construite autour
du circuit MAX232.
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FP5 : interface RS485

La fonction FP5 permet de convertir les signaux de la
transmission série RS485 en signaux compatibles avec le
port série du microprocesseur. Elle est construite autour
du circuit LTC491.
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FP6 : interface boucle de
courant

La fonction FP6
permet de
convertir les
signaux de la
transmission
série boucle de
courant en
signaux
compatibles avec
le port série du
microprocesseur.
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FP7 : interface parallèle



La fonction FP7 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.
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FA : alimentation

La fonction FA permet de fournir l’énergie nécessaire au
fonctionnement de l’ensemble des fonctions.
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Organisation structurelle
Unité de contrôle
Caractéristiques :
 Microcontrôleur
HD63C03
 8 K octets de ROM et 32
K octets de RAM
 Liaison série
 3 ports d’entrées/sorties 8
bits
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Organisation structurelle
Carte de communication
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Organisation structurelle
Interface de commande
Caractéristiques :
 Interface de puissance
 Liaison parallèle avec
l’unité de contrôle
 Bus série avec les
afficheurs
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Organisation structurelle
Matrice d’affichage
Caractéristiques :
 24 matrices de 5 x 7
 Organisées en 2 lignes
 Taille de la matrice : 50 mm
 Technologie : diodes
électroluminescentes
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Organisation structurelle
Liaison Ethernet
Caractéristiques :
 Module additionnel
microcontrôleur
 Liaison Ethernet standard
10 Mbits 10BaseT
 Serveur Web embarqué
 Paramétrage des
caractéristiques
accessible
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Organisation structurelle
Prototype pour la liaison Ethernet
Caractéristiques :
 Module prototype Picdem
 Microcontrôleur PIC
(programme disponible)
 Liaison Ethernet standard
10 Mbits 10BaseT
 Serveur Web embarqué
 Paramétrage des
caractéristiques
accessible
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Crédits
Jean-Claude Niedercorn Lycée La
briquerie Thionville
 [email protected]
 [email protected]
 Société le matériel électrique
 [email protected]
 http://www.mat-electronique.com

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