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ROYAUME DU MAROC MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE Académie de Casablanca DÉLÉ

ROYAUME DU MAROC MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE Académie de Casablanca DÉLÉGATION DE MOHAMMEDIA Lycée Technique Mohammedia Matière : Science de l’Ingénieur – A.T.C - Pr.MAHBAB Section : Sciences et Technologies Électriques Système n°4 CORRECTION Sujet : SYSTEME D’IRRIGATION 06 pages Exercices d’application: ♦Fiche cours n°17 « Les C.A.N » ♦Fiche cours n°18 « Caractéristiques des convertisseurs » ♦Fiche cours n°19 « Le C.A.N interne du 16 F 877 » ♦Fiche cours n°20 « Les Filtres » 06 pages 4 TD: ♦TD n°7 « Etude d’un filtre » 03 pages Nombre de pages : 16 CLASSES : 2 STE Page 1 / 6 Système n°4 SYSTÈME D’IRRIGATION Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Correction A.T.C Schéma synoptique du système (à compléter) L’actigramme A-0 (à compléter) Identification des solutions constructives CORRECTION DREP 01 Contrôler le niveau d’eau dans le réservoir Consigne Eau dans le réservoir Système d’irrigation Eau dans le puits Energie électrique Configuration Capteur de niveau Amplificateur de tension Filtre C.A.N PIC 16 F 877 Pompe Vs2 N Vs3 U Communiquer Traiter Acquérir CHAÎNE D’INFORMATION Energie CHAÎNE D’ENERGIE Alimenter Transmettre Distribuer Convertir Eau dans Le réservoir Eau dans le puits Capteurs de niveau PIC 16 F 877 .. Liaison directe Réseau Électrique Relais Moteur asynchrone ... Non étudiée A G I R Page 2 / 6 Système n°4 SYSTÈME D’IRRIGATION Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Correction A.T.C Etude de la sonde de pression 1. Calculer les coefficients a et b. a = ∆P/∆I = (250 -0)/ (20-4) =15,625 mbar / mA P (i) = a. i + b P (4) = 15,625x4 + b = 0 b = -15,625x4 = -62, 5 mbar donc P (i) = 15,625 .i - 62, 5 mbar 2. Exprimer i en fonction de L. P (Pascal) = ρ x g x L = 1000 x 9.81 x L = 9810 x L 1bar = 105 Pascal 1 Pascal = 10 -5bar = 10 -5 x 10 3 mbar = 10 -2 mbar P (mbar) = 9810 x 10 -2 x L P (mbar) = 98, 10 x L P (mbar) = 98, 10 x L = 15,625 .i-62, 5 i (mA) = (98,10/15,625) x L + 62,5/15,625 = 6,28 x L + 4 3. Calculer la valeur maximale de la charge R. Charge Max = (UB – 12) / 0.02 A= (24 – 12) / 0.02 A Charge Max = 600Ω 4. Donner l’expression de V en fonction du niveau en m, pour R Charge = 180 Ω. V= R. i = (6, 28 x L + 4).R = 1130, 4 x L + 720 mV 5. En déduire la sensibilité du montage s = dV / dL en mV/cm. s = dV / dL = 1130, 4 mV/m = 11, 3 mV/cm Etude de l’amplificateur 1. Donner l’expression de Vs1 en fonction V. V- = V V+ = Vs1 x R1 / (R1 + R2) Vs1= V x (R1 + R2) / R1 2. En déduire l’expression de Vs1 en fonction de L (le niveau dans le réservoir). Vs1= V x (R1 + R2) / R1 Vs1= (1130, 4 x L + 720) x (R1 + R2) / R1 (mV) 3. Calculer R2 pour avoir une sensibilité de 20mV/Cm s = dVs1 / dL = 11, 30 x (R1 + R2) / R1 = 20mV/Cm 20 x R1 = 11, 30 x (R1 + R2) 20 x R1 - 11, 30 x R1 = 11, 30 x R2 8, 7 x R1 = 11, 30 x R2 R2 = 8, 7 x R1 / 11, 30 R2 = 0, 77 K Ω. 4. Donner l’expression de Vs2 en fonction de Vs1 et E V- = (E x R3 + Vs2 x R3) / (R3 + R3) V- = (Vs2 + E) / 2 V+ = Vs1 x R3 / (R3 + R3) V+ = Vs1 / 2 V+ = V- Vs1 / 2 = (Vs2 + E) / 2 Vs1 = Vs2 + E Vs2 = Vs1 - E 5. Quelle est la valeur de la tension E pour avoir Vs2 = 20.L (mV) Vs2 = Vs1 – E Vs2 = (20.L + 720 x (R1 + R2) / R1) - E E = 720 x (R1 + R2) / R1 E = 720 x (10 + 7.7) / 10 E = 1.77 x 720 E = 1274,4 mV = 1.27 V CORRECTION DREP 02 Page 3 / 6 Système n°4 SYSTÈME D’IRRIGATION Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Correction A.T.C 6. Compléter le tableau suivant -tableau 1- L (m) V (mV) Vs1 (mV) Vs2 (mV) 0 720 1274,4 0 1.5 2415,6 4275,612 3001,212 2 2980,8 5276,016 4001,616 Etude du filtre 1. Donner l’expression de la fonction de transfert filtre. Vs3 = Vs2. Zc / (Zc + R) Vs3 / Vs2 = Zc / (Zc + R) T = (1/jCω) /(R + 1/jCω) T = 1/ (1 + j CωR) T = 1/ (1 + j ω/ ω0) T = 1/ (1 + j f/ f0) Avec f0 = 1/2∏RC 2. Donner l’expression du module T de T. T = T = 1/ √(1 + ω2/ ω0 2) = 1/ √(1 + f2/ f0 2) T =1/ √(1 + f2/ f0 2) 3. Calculer les limites de T lorsque f tend vers 0 et lorsque f tend vers∝. Lim T f  = 0 Lim T f 0 = 1 4. En déduire la nature du filtre. Filtre Passe Bass 5. Donner la définition de la fréquence fc de coupure à -3dB puis son expression pour le filtre étudié. C’est la fréquence pour laquelle le gain diminue de 3bB G (fc) = Gmax – 3 f0 = 1 / 2πRC 6. Application numérique : C1 = 47 µF, R3 = 1,0 kΩ. Calculer la fréquence de coupure et l’amplification maximale T0. T0= 1 f0 = 1 / (2π.47.10-6. 103) f0 = 3,86 Hz 7. Vs2 (t) = V0+V1sin (2πfpt) + V2sin (4πfpt) ; avec V0 = 3V; V1= 0,1V; V2= 0,1Vet fp = 50Hz Pour Vs2 (t) = V0, calculer la tension Vs3 (t) correspondante. Vs3 = T.Vs2 = V0 / √ (1 + 02/ f0 2) Vs3 (t) = V0 = 3v Arg (Vs3) = 0 8. Pour Vs2 (t) = V1sin (2πfpt), calculer l’amplitude de la tension Vs3 (t) correspondante. Vs3 = T.Vs2 = V1 / √ (1 + fp 2/ f0 2) = 0.1 / √ (1 + 502/ f0 2) Vs3 (t) = 7,68 mv Arg (Vs3) = -Arctg (50/ f0) = -85,58° 9. Pour Vs2 (t) = V2sin (4πfpt), calculer l’amplitude de la tension Vs3 (t) correspondante. Vs3 = T.Vs2 = V2 / √ (1 + 4fp 2/ f0 2) = 0.1 / √ (1 + 4.502/ f0 2) Vs3 (t) = 3,86 mv Arg (Vs3) = -Arctg (100/ f0) = -87,79° 10. Pour Vs2 (t) = V0 + V1sin (2πfpt) + V2sin (4πfpt), que pouvez vous dire de la tension Vs3 (t) Vs3 (t) ≈ V1 ≈ 3v CORRECTION DREP 03 Page 4 / 6 Système n°4 SYSTÈME D’IRRIGATION Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Correction A.T.C Etude du C.A.N externe 1. Donner l’expression de N en fonction de Vs3. N = (Vs3 / Vref) / (2n – 1) N =Vs3 / K avec k = Vref / (2n – 1) C.A.N sur 8 bits, alors n = 8  k = Vref / (28 – 1) k = Vref / 255 2. En déduire la valeur de K la résolution du CAN. k = Vref / (28 – 1) k = 5 / 255 = 20 mV 3. Compléter le tableau suivant, sachant que Vs3 = Vs2. L (m) L (Cm) N 0 0 0 0.25 25 25 2 200 200 Utilisation du CAN externe Organigramme de conversion Sous programme de conversion Conversion BSF PORTA, 2 NOP BCF PORTA, 2 LOOP BTFSS PORTA, 3 GOTO LOOP MOVF PORTB, W RETURN Conversion RA2  1 RA3 = 1 Non Pas d’opération Retour RA2  0 W  PORTB START E.O.C Lire N CORRECTION DREP 04 Page 5 / 6 Système n°4 SYSTÈME D’IRRIGATION Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Correction A.T.C Organigramme et programme d’irrigation Organigramme d’irrigation CORRECTION DREP 05 Programme d’irrigation BCF STATUS, 6 BSF STATUS, 5 CLRF TRISB MOVLW 0x08 MOVF TRISA BCF STATUS, 5 LOOP1 BSF PORTA, 0 BCF PORTA, 1 BSF PORTA, 4 BCF PORTA, 5 LOOP2 CALL CONVERSION SUBLW D’25’ BTFSC STATUS, C GOTO LOOP2 BCF PORTA, 0 BSF PORTA, 1 BCF PORTA, 4 BSF PORTA, 5 LOOP3 CALL CONVERSION SUBLW D’200’ BTFSS STATUS, C GOTO LOOP3 GOTO LOOP1 VV ON VR OFF Pompe OFF EV1 ON Acquisition de niveau Niveau <= 0.25 m Configuration du PIC Début RA0  1 RA1  0 RA4  1 RA5  0 Conversion Non W <= 25 Conversion Non W >= 200 Acquisition de niveau Niveau >= 2 m RA0  0 RA1  1 RA4  0 RA5 uploads/s3/ 4-systeme-d-irrigation-chaine-d-acquisition-numerique-capteurs-de-niveau-c-a-n-interne-du-16f877-corrige.pdf