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LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande P

LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande Page 1/6 NOM Prénom : Ingénierie, Innovation et Développement Durable ETUDE de la TRANSMISSION DE LA COMMANDE Analyser le cheminement de l'information issue de la télécommande sans fil jusqu'au variateur de vitesse du skate et comprendre pourquoi il faut moduler un signal haute fréquence pour transmettre un signal basse fréquence. (1h50) Le fabriquant du skate a besoin d’une solution pour transmettre les informations « en marche (on) » et la « vitesse du skate ». Comment faire ? Plusieurs solutions sont envisageables : - liaison filaire entre la télécommande et le skate - transmission par ondes sonores - transmission par la voie hertzienne (ondes électromagnétiques) Nous utilisons généralement un processus physique de transmission d’information très efficace : les ondes électromagnétiques ou un courant électrique. Tant qu’à faire, autant prendre le canal de transmission le plus rapide de l’univers. Il faut donc convertir notre information initiale en signal électromagnétique ou en signal électrique. C’est pourquoi une chaîne de transmission de l’information dans sa structure fonctionnelle la plus simple se présente généralement sous la forme suivante : Principe de la chaîne de transmission de l’information Le signal à transmettre sera converti en un signal numérique. Vous allez vérifier les propriétés de cette transmission Signal électrique : tension Signal à transmettre : voix Canal de Transmission Récepteur Emetteur Transducteur émission Transducteur réception micro Nombres codeur Cable, ondes radio… Haut parleur Filtrer, décoder, démoduler, et/ou amplifier Son LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande Page 2/6 NOM Prénom : Ingénierie, Innovation et Développement Durable I- Etude de la chaîne d’information de l’E-Skate : -1- Après avoir manipulé le skate via la télécommande, compléter les différents éléments (marche, gâchette, vitesse I/II, bip sonore et signal modulé vers le skate et les fonctions TRAITER, ACQUERIR et COMMUNIQUER) -2- Identifier en entourant les constituants des trois fonctions de la chaîne d’information à l’aide de crayons de couleurs II- Etude du constituant « Marche / arrêt » -3- Mesurer le signal VM, venant du constituant « Marche / Arrêt », à l’aide d’un Voltmètre. APPEL PROFESSEUR -4- Compléter la tension continue de VM ainsi que le niveau logique de VM correspondant. Interrupteur(Marche / Arrêt) VM (Volt) VM (Logique) (1) Position « 0 » ….. Position «I » …… Repère Fonction 1 ACQUERIR 2 TRAITER 3 COMMUNIQUER ............... .............. .............. VM Interrupteur 5V V Masse ....................... ...................... .............................. / EMETTRE Télécommande microcontroleur Transducteur / antenne Canal de transmission ------------- -------- Feuille métallique Schéma structurel du bouton « M/A » x LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande Page 3/6 NOM Prénom : Ingénierie, Innovation et Développement Durable -5- Compléter la courbe de fonctionnement -6- Quelle est la nature de l’image informationnelle du constituant « Marche / Arrêt » ……………………………………..……………………………………………………………………………. III- Etude des signaux de commandes Pour commander le skate, il faut que la main du skateur soit en contact avec l’antenne émettrice de la télécommande. -7- Pour cela, mettre la télécommande juste à côté du skate et essayer de commander le Skate avec et sans toucher l’antenne placée sur la poignée de la télécommande. -8- Entourer en bleu, sur la photo ci-avant et sur l’image du brevet figure 10, l’antenne émettrice. Régler le skate sur son banc de test (Le sélecteur de vitesse sur la position 1, le bouton M/A sur Marche et la gâchette en arrière : Vitesse max) -9- Quelle est la portée maximale de la télécommande avant de ne plus pouvoir commander l’E-Skate, refaire plusieurs fois l’expérience en changeant de manipulateur afin de donner une valeur moyenne de la portée. -10- L’antenne émettrice est composée de quel(s) élément(s) ? VM (V) 9 7,5 6 4,5 3 1,5 0 Position du bouton Position « O » Position « I » Position « O » (1)Une variable logique est une variable qui ne peut avoir que deux états 0 ou 1. Exemple : la variable Nb représente le niveau bas de l’eau. Nb =1 signifie que le niveau est bas. (2) Un capteur doit détecter une grandeur physique, et transformer les variations de cette grandeur en une image informationnelle exploitable par l’unité de traitement. Exemple : un signal électrique image du niveau d’eau. LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande Page 4/6 NOM Prénom : Ingénierie, Innovation et Développement Durable -11- A votre avis, pourquoi la portée de la télécommande est volontairement si faible (sans parler de puissance) ? IV- Etude des constituants de l’ensemble télécommande-Skate Ouvrir l’E-drawing de présentation du skate. -12- Cliquer sur le commentaire de marquage , quels sont les éléments qui permettent : - de transmettre les informations : ................................................ - de stocker l’énergie : .................................................................. - de convertir l’énergie électrique en mécanique : ....................... - de transmettre le mouvement à la roue : .................................... - de faire varier la vitesse du moteur : .......................................... -13- Rechercher la valeur de la tension d'alimentation de la télécommande utilisée ? -14- Rechercher la valeur de la tension d'alimentation du récepteur ? De combien de batteries est composée le pack batterie sachant que la tension du moteur est de 24 V? Les batteries sont-elles montées en série ou en parallèles ? Justifier votre réponse en réalisant le montage électrique des batteries et en plaçant l’intensité i et la tension aux bornes de chaque batterie et du pack. Symbole d’une batterie : Intensité et tension U TRAVAIL A LA MAISON sur feuille LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande Page 5/6 NOM Prénom : Ingénierie, Innovation et Développement Durable V- Etude des ondes électromagnétiques (Visionner la vidéo de 3’00’’ à 7’ 50’’) -15- A quelle vitesse se déplace les ondes électromagnétiques ; comparer à la vitesse des ondes acoustiques ? -16- Comment et par qui a été découvert les ondes électromagnétique ? -17- Quel est le problème des signaux basse fréquence 20 à 15kHtz ? -18- Expliquer ce qu’est une onde ? -19- Dans quel milieu, une onde électromagnétique peut se propager ? -20- A l’aide de quoi, crée-t-on une onde radio ? -21- Donner la définition de la fréquence d’une onde et son unité. -22- Quelle est la nature du signal émis par une action sur la gâchette ? Sachant que la fréquence du récepteur est de 2,4 GHz -23- Quel est le type d’onde ? -24- Prendre connaissance du document ressource sur la modulation-démodulation -25- Suivant les indications du professeur, extraire à l’aide de l’oscilloscope le signal modulant de la télécommande. Tracer et en donner les caractéristiques du signal VT (fréquence, longueur d’onde…….) Forme du signal VT -26- Calculer la longueur de l’antenne émettrice nécessaire pour transporter ce signal. Conclure. Modulation de fréquence Nous venons de voir que la fréquence du signal modulant (à moduler) est trop basse et nécessiterait une très grande antenne. La solution consiste à utiliser les propriétés d’un signal haute fréquence (la porteuse) pour « transporter » notre signal BF. Ouvrir le fichier « simulation porteuse multiplier » et lancer la simulation Régler la fréquence du signal modulant (aux alentours de 10 Hz) puis celui de la porteuse (3MHz), régler l’oscilloscope et observer le signal modulé. Fréquence : Longueur d’onde :λ = C / f C : vitesse de la lumière 3 × 108 m/s LYCÉE LA JOLIVERIE 2021/2022 PROMOTION N°10 TP1 : Transmission de la commande Page 6/6 NOM Prénom : Ingénierie, Innovation et Développement Durable Résultat : -27- Compléter le schéma fonctionnel. BILAN -28- S'interroger sur la possibilité, pour un récepteur, de différencier plusieurs signaux basse fréquence tels que vitesse et sens…, ou des signaux provenant de plusieurs skates. S'interroger également sur la possibilité, au niveau technique, de transmettre à distance un signal BF. Créer un signal HF sinusoidal Signal modulant électrique BF Gachette Télécommande …………… Alim. 9V Porteuse (tension sinusoïdale HF) Antenne Signal modulé HF (onde électromagnétique) Alim. 24v Récepteur Porteuse démodulée …………… Variateur Etc… ……………. …………… Sélectionner la fréquence ………………….. …………… Démodulateur ……………. ……………. ……………. porteuse Signal modulant Réglage de la fréquence 3MHz uploads/Industriel/ tp1-e-skate-commande01.pdf