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Page 1/18 Hemomixer Concours Centrale Supélec Chaîne de pesage de l’Hémomixer Page 2/18 Hemomixer Concours Centrale Supélec Présentation de l’épreuve et consignes Cette épreuve, d’une durée totale de quatre heures, n’est pas une épreuve écrite : il n’est donc pas demandé de rédiger un compte-rendu. Pendant toute la durée de l’épreuve, il ne faut pas hésiter à faire appel à un examinateur en cas de problème technique. Cette épreuve s’articule en quatre parties clairement identifiées dans le texte. Consignes générales Lors de cette épreuve, la qualité de la prestation orale est évaluée : − Pour illustrer la présentation, des dessins, schémas et graphes, élaborés avec soin pourront être utilisés. − Aucun compte rendu n’est demandé. − Il est conseillé de faire, au fur et à mesure de l’avancement, des copies d’écran des mesures obtenues pour les insérer dans un document numérique à sauvegarder régulièrement. Pour ce faire, les suites LibreOffice et/ou Microsoft Office sont disponibles. Démarche d’ingénieur Durant cette épreuve, le candidat sera amené à s’inscrire dans la démarche de l’ingénieur d’analyse et de résolution de problèmes sur un système complexe industriel telle qu’explicitée dans le programme officiel et qui comporte : − trois domaines d’étude o domaine du commanditaire avec des performances souhaitées ; o domaine du laboratoire avec des performances mesurées ; o domaine de la simulation avec des performances estimées. − et trois écarts entre ces différents domaines. Le candidat devra être capable de situer le domaine sur lequel l’étude en cours est menée. Présentation du poste de travail Pour l’ensemble des études, le matériel suivant est mis à disposition du candidat : L’Hémomixer et le boitier de pilotage de la pompe et du système via un arduino, Un poste de travail informatique comprenant : L’interface PC Hémomixer permettant de piloter l’Hémomixer, d’affecter les valeurs des paramètres du système et de visualiser certaines grandeurs physiques mesurables, Un ensemble de logiciels permettant d’effectuer des simulations de modèles dynamiques (Scilab, Pyzo, etc…), Des environnements de programmation Python et SCILAB. Un ensemble de documents techniques et ressources au format PDF disponibles sur le poste de travail et sur l’Environnement Multimédia Pédagogique (EMP) de l’Hémomixer. Page 3/18 Hemomixer Concours Centrale Supélec Listes des annexes numériques Annexe 1. Cahier des charges général Annexe 2. Utilisation de l’interface Hemo-Mixer Annexe 3. Diagramme de séquences du premier prélèvement Annexe 4. Dimensions caractéristiques du système d’agitation Annexe 5. Utilisation de Scilab/Xcos Annexe 6 Graphe d’états du cycle de prélèvement Plan du sujet 1. PRISE EN MAIN ET MISE EN EVIDENCE DE LA PROBLEMATIQUE ................................................. 4 1.1. ANALYSE D’UN PRELEVEMENT ............................................................................................................. 4 1.2. ANALYSE STRUCTURELLE DU SYSTEME ................................................................................................ 5 1.3. MISE EN EVIDENCE DE LA PROBLEMATIQUE .......................................................................................... 6 2. RECALAGE D’UN MODELE DYNAMIQUE DE COMPORTEMENT DU SYSTEME D’AGITATION ..... 8 2.1. DETERMINATION DES PARAMETRES DU MOUVEMENT DU PLATEAU .......................................................... 8 2.2. DETERMINATION ET IDENTIFICATION D’UN MODELE DYNAMIQUE DU SYSTEME D’AGITATION ...................... 9 3. UTILISATION DU MODELE POUR L’ANALYSE DES VARIATIONS DU SIGNAL DE PESEE .......... 11 3.1. ANALYSE ET JUSTIFICATION DES SIGNAUX MOTEUR ............................................................................. 11 3.2. ANALYSE DU FILTRAGE DU SIGNAL S1 VERS LE SIGNAL S2 .................................................................. 12 3.3. ANALYSE DES FLUCTUATIONS DU SIGNAL DE PESEE FILTRE S2 ............................................................ 12 4. ANALYSE ET VALIDATION DE L’ALGORITHME DE TRAITEMENT DU SIGNAL S2 ....................... 13 4.1. ANALYSE DU TRAITEMENT DU SIGNAL S2 LORS D’UN PRELEVEMENT ..................................................... 13 4.2. IMPLANTATION DE LA REGRESSION LINEAIRE DU SIGNAL S2 ................................................................. 14 4.3. IMPLANTATION ET TEST DU CYCLE COMPLET DE PRELEVEMENT ............................................................ 15 5. VALIDATION DES PHASES DU CYCLE DE PRELEVEMENT AU REGARD DU DIAGRAMME D’ETATS ET DES EXIGENCES ..................................................................................................................... 17 Page 4/18 Hemomixer Concours Centrale Supélec Première partie Consignes La première partie, d’une durée de 30 à 45 minutes, a pour objectif de s’approprier le support objet de l’étude et la problématique posée. Les activités de cette première partie permettent au candidat de présenter le support et de dégager la problématique posée. Pendant le temps de préparation de cette première partie, il ne faut pas hésiter à faire appel à un examinateur en cas de problème (lors de l’utilisation du système, incompréhension des questions posées ou des manipulations proposées…). La présentation prête, le signaler à l’examinateur et poursuivre, sans attendre, l’étude. 1. Prise en main et mise en évidence de la problématique L'Hémomixer est un doseur et agitateur de prélèvement dédié aux collectes mobiles de sang. Il est utilisé lors des dons de sang d’une part pour mesurer et respecter la quantité de sang prélevé et d’autre part pour mélanger le sang prélevé avec un anticoagulant contenu préalablement dans la poche de prélèvement. Les diagrammes de contexte et des exigences sont fournis dans l’annexe 1. 1.1. Analyse d’un prélèvement Objectif : mettre en évidence les différences entre le système réel et le système didactique, analyser la chronologie d’un cycle de prélèvement. Activité 1: réalisation d’un premier prélèvement Mettre en marche l’Hémomixer (bouton ON) puis activer l’interface « Hemomixer » . Lancer l’interface Pyzo et ouvrir le fichier Python Premier_prelevement.py Ouvrir l’annexe 3 qui décrit le diagramme de séquences de ce premier prélèvement. On fera très attention au message numéroté 11. Il est nécessaire d’arrêter la pompe dès que l’Hémomixer actionne le mécanisme de clampage en fermeture et émet le « bip » final concernant la fin du prélèvement. Se connecter à l’automate , choisir un volume demandé de 100 ml puis lancer la première étape du cycle de prélèvement en cliquant sur l’interface une seule fois sur le bouton « Lancer le Prélèvement » (ne pas utiliser le clavier de l’Hemomixer). Page 5/18 Hemomixer Concours Centrale Supélec Suivre ensuite les instructions dans l’ordre du diagramme de séquences de l’annexe 3 Bien observer le fonctionnement de l’Hémomixer pendant ce premier prélèvement. Dans toutes les activités, nous allons doser de l’eau, de masse volumique unitaire. Stopper le prélèvement dans l’interface en cliquant sur l’icône . a) Par rapport au prélèvement en situation réelle, quel est le rôle de la pompe péristaltique ? Est-elle présente lors d’un prélèvement sanguin réel ? Quelles sont aussi les autres différences ? b) L’agitation de la poche a-t-elle lieu tout au long du prélèvement ? c) Quelle est la position du plateau qui porte la poche de prélèvement au début et à la fin du prélèvement ? 1.2. Analyse structurelle du système Objectif : identifier les différents constituants des chaînes fonctionnelles de pesage et d’agitation. Activité 2: chaînes fonctionnelles de pesage et d’agitation Utiliser l’EMP afin de prendre connaissance du contexte, du produit (système) présent face à vous et des différents constituants, et plus particulièrement les menus « Le produit » / « Fonctions » et « Le produit » / « Description ». Stopper le prélèvement si ce n’est pas fait, puis activer le mode usine (« tester actionneurs »). Lancer puis stopper l’agitation en cliquant sur l’icône dans la fenêtre de l’interface. L'Hémomixer mis à votre disposition pour ce TP comporte un fond transparent pour permettre d'en observer les constituants. Pour cela, il suffit de retirer le plateau (magnétique) puis de retourner le système en faisant attention à la connectique. Lancer le prélèvement Pause /Reset Lever Clamp Baisser Clamp Instructions Connexion Volume Page 6/18 Hemomixer Concours Centrale Supélec a) Proposer, à l’aide d’un outil de description structurelle, une organisation des différents constituants de la chaîne fonctionnelle d’agitation (sans la mesure de la pesée). Pour le ou les capteurs, préciser les grandeurs mesurées, le type d’information et le principe de fonctionnement. b) Repérer ensuite le capteur réalisant la mesure de la pesée et expliquer son principe de fonctionnement. Dans l’EMP utiliser le menu « Le Produit » et « chaîne d’information pesée ». c) Expliquer à quoi correspondent les courbes tracées « Signal S1 pesée brute» et « Signal S2 pesée filtrée» de l’activité 1. À l’aide d’un zoom sur ces courbes, déterminer les incertitudes de mesures des volumes brut et filtré. 1.3. Mise en évidence de la problématique Objectif : analyser l’évolution temporelle du signal de pesée et les différents traitements effectués au regard du cahier des charges. Activité 3: Analyse du signal de pesée • Mettre en place le bac d’eau dans le plateau d’agitation. Ce bac contient 500 mL d’eau. • Si ce n’est pas le cas, activer le mode usine (« tester actionneurs »). • Désactiver puis réactiver le capteur de pesée afin qu’il affiche 700 grammes environ. (Ce volume correspond à la pesée de l’eau et du bac). • Les mesures utiles sont accessibles à partir du bouton « acquisition » ; • En cliquant sur l’icône (Paramétrer Affiche et visualisation mesures », définir pour le signal de pesée S1, avant RC, un intervalle pour la fenêtre graphique entre 2 V et 3 V à affiner ensuite, pour la tension d’agitation un intervalle entre 7 et 8 V et pour l’intensité d’agitation entre 0 et 0,05 A. Sortir ensuite de ce paramétrage (icône ). • Lancer le cycle d’agitation en cliquant dans la fenêtre de l’interface sur l’icône . Lorsque l’acquisition s’est déroulée pendant la durée de la fenêtre graphique, stopper l’acquisition en cliquant sur l’icône « Acquérir mesures courantes » et uploads/Management/ 2017-001-psi-s2i 1 .pdf