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Liste des sujets pour l’option électronique Les candidats trouveront ci dessous

Liste des sujets pour l’option électronique Les candidats trouveront ci dessous une liste de thèmes de montage proposés ces deux dernières années. Cette liste ne constitue pas une liste exhaustive. Le texte associé à chaque titre résume les objectifs généraux du montage. Les remarques apparaissant en italique précisent des caractéristiques spécifiques du montage. Dans le texte du sujet remis au candidat, un cahier des charges spécifique est imposé. 1. GESTION TEMPS REEL ET INTERFACAGE D’UN MICROCONTROLEUR L’objectif de ce montage est : • • • • • • • • de réaliser l’interfaçage électronique entre un microcontrôleur et un clavier puis de programmer en langage C ou assembleur une application permettant d’utiliser cette interface. De mettre en œuvre une application temps réel, sur la base de la technique des interruptions, communicant avec deux autres systèmes : une banque (liaison série) et un afficheur à cristaux liquides (interfaçage direct) et d’en justifier l’organisation logicielle, D’exposer dans le détail les différentes phases techniques de génération d’un logiciel destiné à une application embarquée. Le contexte de l’application était issu d’un SAS bancaire à accès sécurisé. Le jury attendait une maîtrise des problèmes électroniques d’interfaçage et leur implication sur la programmation, la connaissance des principes d’organisation des outils logiciels et la connaissance des principes de fonctionnement d’un processeur et de ses mécanismes d’interruption. Le candidat disposait d’une maquette basée sur un microcontrôleur de la famille 51, des outils de la chaîne RIDE : Discover-Kit 51 et logiciel RkitL51 Lite Suite fournis par la société Raisonance. 2. FILTRAGE NUMERIQUE SUR DSP ( DSP TEXAS INSTRUMENTS ) L’objectif de ce montage est : d’étudier la mise en œuvre d’un filtre numérique sur un processeur de signal et de caractériser l’influence du codage des coefficients, d’identifier la fonction de transfert de la chaîne de traitement mise à disposition, avec sa chaîne analogique et les convertisseurs associés, de modifier l’algorithme de traitement en vue d’obtenir un comportement spécifique. Les caractéristiques du filtre demandé étaient fournies ainsi qu’un exemple de fichier MATLAB permettant d’effectuer la synthèse numérique du filtre. La documentation technique associée au traitement analogique du signal était, elle aussi, fournie. Un exemple de programme en langage C permettait de mettre en œuvre la maquette dans le cadre d’un filtre élémentaire. Le matériel disponible était basé sur le kit DSK 5402 de TEXAS INSTRUMENTS muni de la chaîne de développement Code Composer Studio. 3. CIRCUITS LOGIQUES PROGRAMMABLES ( FPGA XILINX ) L’objectif de ce montage est, d’étudier la mise en œuvre d'un filtre numérique sur un composant programmable (XC2S200) Xilinx, de mettre en évidence l'influence du codage des coefficients du filtre numérique, Les caractéristiques du filtre à réaliser sont fournies au candidat ainsi qu'un fichier (Matlab) destiné au calcul du filtre numérique. Un exemple de programme vhdl réalisant un filtre numérique simple est également fourni au candidat pour la mise en ouvre du traitement au sein du composant programmable. Les outils logiciels utilisés pour ce montage sont d'une part Matlab pour le calcul du filtre numérique et d'autre part le WebPack Xilinx (éditeur vhdl, synthétiseur xst et simulateur modelsim) pour l'implantation du filtre sur le composant XC2S200. Le WebPack est distribué gratuitement par Xilinx. Le jury attendait une démarche de conception structurée et une utilisation pertinente des outils logiciels mis à disposition. 4. CIRCUIT DE COMMANDE DE BALLAST ELECTRONIQUE POUR TUBE FLUO. L’objectif de ce montage est : • • • • • • • • de proposer une organisation fonctionnelle d'une structure numérique permettant de réaliser la commande des interrupteurs électroniques alimentant un tube fluorescent. de proposer une description en langage VHDL de cette structure d'évaluer les ressources logiques nécessaires à sa réalisation de mettre en oeuvre cette description compte tenu des limitations du logiciel proposé Le jury est particulièrement sensible • à la caractérisation des entrées-sorties de chaque fonction • au niveau de connaissance concernant les technologies des circuits logiques programmables • à la validité de la description VHDL proposée 5. AMPLIFICATEUR AUDIOFREQUENCE L’objectif de ce montage est de réaliser un amplificateur permettant de fournir une puissance de 2W dans la bande de fréquence audio (un cahier des charges est fourni au candidat), de caractériser expérimentalement la structure réalisée, de mettre en place une expérimentation permettant d'expliciter le rôle des différents composants du montage à des élèves de niveau BTS/IUT, d'envisager un mode de réglage de la puissance de sortie. Le choix de l'alimentation et des composants est laissé à l'initiative du candidat, toutefois l’utilisation de composants intégrés est fortement recommandée. Il est rappelé que le candidat doit d’abord déterminer le composant adapté à partir des catalogues constructeurs. Puis, il utilise dans son montage, celui dont les caractéristiques s’en rapprochent le plus. Le candidat doit être en mesure d'exposer les choix effectués. Le rôle et le critère de choix technologique des tous les composants doivent être explicités et l’architecture fonctionnelle d’un composant amplificateur intégré maîtrisée. 6. CHAINE D’ACQUISITION L’objectif de ce montage est • • • de mettre en œuvre une carte d’acquisition intégrée dans un PC pour mesurer 4 grandeurs analogiques avec en fonction d’un cahier des charges fourni au candidat, de caractériser expérimentalement les performances de la structure mise en place en terme de précision et de précision, d’apporter les modifications matérielles ou logicielles permettant d’améliorer la précision. Le langage de programmation est laissé au choix, mais le candidat doit présenter un algorithme structuré, la correspondance entre l’algorithme et le code source. Il est également demandé de justifier la nature des variables utilisées et de présenter les résultats des tests. La fréquence d’échantillonnage doit être fixée. Les cartes d’acquisition disponibles pour la session 2003 sont listée dans le récapitulatif des matériels et logiciels. 7. ACQUISITION ET CONTROLE L’objectif de ce montage est • • • de définir les caractéristiques technologiques de chaque élément d’une chaîne d’acquisition destinée à mesurer une grandeur analogique image du remplissage d’une cuve et piloter une vanne assurant l’arrêt du remplissage ne fonction de la consigne. La chaîne comporte une carte intégrée dans un PC et le dispositif complet doit respecter le cahier des charges fourni au candidat. de mettre en œuvre la carte d’acquisition intégrée dans un PC et de caractériser expérimentalement les performances de la structure mise en place en terme de précision et de précision de mettre en œuvre un amplificateur en amont de la carte d’acquisition. Les cartes d’acquisition disponibles pour la session 2000 sont listée dans le récapitulatif des matériels et logiciels. 8. TELEMETRE A ULTRASONS L’objectif de ce montage est de réaliser un dispositif permettant la mesure de la distance d'une cible. La structure conseillée est celle d’un « radar impulsionnel ». Il s’agit donc d’une mesure directe du temps de vol entre l’émetteur et le récepteur. Le candidat doit analyser et caractériser le comportement des transducteurs ultrasonores mis à sa disposition et déduire de cette caractérisation le signal d’excitation de l’émetteur le plus approprié à l’utilisation envisagée. Après avoir défini l’architecture du montage, il doit la valider en utilisant, autant que possible, des appareils de mesure de laboratoire. Ce n’est qu’ensuite qu’il doit remplacer progressivement chaque appareil de mesure par un dispositif approprié, dans le but de réaliser un dispositif autonome assurant la commande de l’émetteur, le traitement du signal reçu et l’affichage de la distance de la cible en centimètres. Le dispositif réalisé doit être équipé d’un seul réglage permettant de s’affranchir (par étalonnage) de l’influence des conditions atmosphériques. Le jury a porté une attention toute particulière au choix des caractéristiques retenues par le candidat, pour chacun des éléments du dispositif et compte tenu des composants et matériels mis à sa disposition. L’utilisation d’un outil de simulation pour valider la modélisation des transducteurs était particulièrement appréciée par le jury. 9. REALISATION D'UN FILTRE CORRECTEUR L’objectif de ce montage est d’étudier la réalisation d’un correcteur d’une boucle d’asservissement en tenant compte de son contexte d'utilisation. La boucle d’asservissement est une boucle à verrouillage de phase issue du sujet d’automatique de la session 1999 (altimètre). Le sujet porte exclusivement sur la réalisation du correcteur de cette boucle, mais il est impératif de tenir compte du contexte de l’application. La fonction de transfert du correcteur ainsi que le modèle de la boucle sont fournis. Il était demandé au candidat de mettre en place une expérimentation permettant d’amener des élèves de niveau BTS ou IUT à proposer une structure et à justifier le choix des circuits intégrés adaptés à l’application. En particulier, il était explicitement demandé de comparer les performances dans le cas d’un amplificateur à contre réaction de tension, ou à contre réaction de courant. La nature de l’expérimentation et les outils sont laissés à l’initiative du candidat. 10. CHOIX TECHNOLOGIQUES DE COMPOSANTS INDUCTIFS ET CAPACITIFS. Le sujet porte sur l’analyse des critères de choix technologiques de certains composants passifs. La structure concernée réalise une multiplication de fréquence par 32. Elle est réalisée à partir d’une boucle à verrouillage de phase. Le contexte est issu du sujet d’automatique de la session 1999 (altimètre). Le schéma structurel est fourni, ainsi que le modèle de la boucle uploads/Management/ rapport-montage 1 .pdf