Activités M1 - Analyses Fonctionnelles et Technologiques

5/16/2018 Activités M1 - Analyses Fonctionnelles et Technologiques - slidepdf.com

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Al@Dyn Analyses Fonctionnelles et Technologique Activités Élèves

STI Génie Électronique Page 1 sur 9 Épreuve de construction





SOMMAIRE

Le cahier des charges fonctionnel ............................................................................................................... ................................... 3

La frontière de l’étude ................................................................................................................................................................ 3

Analyse fonctionnelle externe ........................................................... ................................................................. ........................ 4

Réglementation sur les dispositifs de surveillance ........................................................ ......................................................... 4

La couverture de surveillance ................................................................................................................................................ 4

Analyse fonctionnelle interne .................................................................................................................................................... 5

Qualité d’image ...................................................................................................................................................................... 5

Elévation du champ de la caméra ...................................................................... ............................................................... ..... 6

Connectique I2C ............................................................................................................................................................................. 7

Problématique ................................................................ .............................................................. .............................................. 7

Découverte des fichiers ........................................................................................... .............................................................. ..... 7

Modèle 3D des plaques de prototypage. ...................................................................... ......................................................... 7

Modèle 3D des connecteurs .......................................................... ................................................................. ........................ 8

Modèle 3D des boîtiers de processeurs ................................................................................... .............................................. 8

Conception d’un portique I2C .................................................................................................................................................... 8

Détrompeur ......................................................... .............................................................. ......................................................... 9

Astuces pour la constitution de portiques complexes ................................ ................................................................ ............... 9





LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL

LA FRONTIERE DE L’ETUDE

L’objectif de cette première étude est la détermination de certaines caractéristiques techniques en rapport avec les

exigences du cahier des charges. Le diagramme des exigences permet de formaliser la relation liant une caractéristique

technique d’un composant avec le critère retenu dans le cahier des charges fonctionnel.

Pour le développement du projet, on dispose d’une plateforme robotique (le robot mOway) et d’une caméra. Cette

configuration doit amener à la validation de principes qu’une étude ultérieure finaliserait pour aboutir à un produit plus

cohérent.

L’objet de l’étude concerne donc la « pertinence des images transmises par la caméra ». Elle doit aboutir à :

la caractérisation des performances et la validation de la caméra choisie pour l’étude

le dimensionnement du dispositif de rotation de la caméra

la détermination de l’autonomie minimale requise pour le robot.

Al@dyn

(Caméra mobile)

Transmettre sur

commande des images

pertinentes du logement.

Plateforme

Se déplacer dans le

logement sans se perdre.

Pouvoir boucler une ronde

(autonomie).

Caméra

Capturer et transférer des

images de qualité.

Pouvoir cadrer les

ouvertures ou les objets

précieux.

Liaison

Assurer la mobilité

verticale de la caméra avec

précision.

Tenir la caméra.

Base

Recharger le robot quand il

est présent et pas en charge

suffisante.

Aider au retour du robot.

Capteurs embarqués

Aider à la progression du

robot.

Eviter les obstacles

imprévus.





ANALYSE FONCTIONNELLE EXTERNE

Pour cette activité vous aurez besoin :

Matériel

D’un poste informatique avec

connexion internet

Documents

Plans de logements

Logiciel

Excel ou autre tableur

Quelques pistes internet :

http://www.dailymotion.com/video/x1k1qd_wwwventealarmescom-alarme-diagral

http://www.dailymotion.com/video/xexa5e_systeme-dalarme-et-de-videosurveill_lifestyle

http://www.dailymotion.com/video/xb1ryr_myfox-emission-telematin-france-2-0_tech#rel-page-1

REGLEMENTATION SUR LES DISPOSITIFS DE SURVEILLANCE

La surveillance d’un logement est un acte dissuasif dont l’objectif est la protection des biens contre le vol et la dégradation.

Elle peut aussi s’étendre aux risques accidentels tel un incendie ou une inondation. Lorsque le résident n’est pas sur place,

l’alerte donnée aux forces d’intervention (police ou secours) doit être justifiée par une « levée de doute ». Les conditions de

cette procédure (levée de doute) sont codifiées par un texte de loi.

1. Retrouvez ce texte de loi. Après analyse, justifiez de l’emploi d’une caméra de surveillance.

LA COUVERTURE DE SURVEILLANCE

Le dossier ressources comporte plusieurs plans de logement sur

un niveau (maison ou appartement). Certains sont cotés. D’autres

proposent même des aménagements d’intérieur. Pour cette

étude, il est possible de prendre d’autres plans que ceux

proposés.

2. Analysez les différents exemples (2 par équipe) et

proposez pour chaque cas :

une répartition d’un ensemble de caméras

permettant une couverture optimale des logements : noter le nombre de caméras fixes et la surface du

logement.

un parcours idéal pour une caméra mobile : noter la distance parcourue et la surface du logement.

3. Regroupez l’ensemble des informations issue du travail de chaque groupe (graphique sous tableur) et notez la

tendance dans les relations « surface / nombre de caméra » et « surface / parcours ».

4. Par cette étude, justifiez la pertinence de l’emploi d’une caméra mobile.





http://www.dailymotion.com/video/xb1ryr_myfox-emission-telematin-france-2-0_tech%23rel-page-1









ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE

Pour cette activité vous aurez besoin :

Matériel

D’un mOway muni de sa caméra

D’un module de réception vidéo

D’un poste informatique

Documents

Documentation du capteur de la caméra

du mOway

Notice Camera Moway et Yawcam

Logiciels

Moway GUI

YawCam

SolidWorks + Fichiers dans

« Modèle 3D »

Quelques pistes internet

http://www.louis-armand-mulhouse.eu/btsse/acrobat-cours/image.pdf

http://www.dailymotion.com/video/x68cdn_la-profondeur-de-champ_shortfilms

QUALITE D’IMAGE

5. Programmez le mOway pour activer la caméra. Interconnectez les éléments constituant la chaine d’information

représentée ci-dessus, et vérifiez son fonctionnement.

PROFONDEUR DE CHAMP

6. En plaçant le robot au sol devant un objet, faites

varier la distance entre l’objet et le robot. Notez

la distance à partir de laquelle l’objet est perçu

de manière satisfaisante.

ANGLE DE CHAMP DE CAMERA

7. Par la méthode de votre choix déterminez l’angle

de champs de vision de la caméra.

DEFINITION OU RESOLUTION.

8. Pour le standard PAL, retrouvez dans la

documentation technique du capteur de la

camera, la dimension (en pixel largeur/hauteur)

de l’image capturée par la caméra.

9. Etablissez un protocole permettant de définir la

distance pour laquelle les informations visuelles

transmises sont satisfaisantes (par exemple :

vérification de l’état d’une serrure, d’un objet

etc.). Notez la valeur dans le cahier des charges.











ELEVATION DU CHAMP DE LA CAMERA

10. Posez le robot sur le sol. Justifiez, en observant

l’image obtenue, la nécessité de lever le champ

de vision de la caméra.

11. Le fichier d’assemblage 3D « Mesure champ »

permet par simulation de déterminer l’angle

d’élévation du champ de vision. Le fichier

propose la situation suivante. Le robot est placé

devant une ouverture (ici une porte ou une

fenêtre suivant la configuration adoptée pour la

« pièce ») dont les dimensions sont courantes.

Auparavant, le modèle proposé demande certains

réglages en rapport avec les manipulations précédentes :

profondeur de champs : sur la fonction « champ » la

cote « fin de champ » est à modifier. Sur la fonction

« début champ » la cote de même nom est à modifier.

format de l’image (rapport hauteur/largeur) : dans la

fonction « champ » les cotes « largeur » et « hauteur »

sont à modifier. Attention, on optera pour des cotes

aux dimensions voisines de celles actuelles (environ15 mm de large) en respectant toutefois le rapport

entre elles.

angle de champs : sur la fonction « champ » l’angle

donne la moitié de l’angle de champ.

distance d’observation : Dans les contraintes

d’assemblage, la contrainte « distance d’observation »

est paramétrée par une cote à modifier afin de placer

le robot à la distance requise.

12. Réglez les différents paramètres selon les valeurs

définies par les études précédentes.

13. Déplacez le champ de vision afin de couvrir la

partie supérieure de l’ouverture. Mesurez à l’aide

des outils logiciel l’angle d’élévation de la

caméra.

14. Une bonne restitution de l’information visuelle

nécessite de déplacer le champ de caméra de

« proche en proche » pour opérer un balayage

vertical. A partir des études précédentes,

déterminez l’angle maximal de rotation

permettant la couverture de la moitié de l’image

après chaque déplacement élémentaire. En

déduire le nombre minimal de position de

caméra à adopter. Ces valeurs seront à prendre

en compte dans la conception du dispositif

d’animation de la caméra.





CONNECTIQUE I2C

PROBLEMATIQUE

La plateforme robotisée mOway utilise un port (I2C ou SPI) pour communiquer avec l’extérieur. En plus de son aspect

purement électrique, l’espace disponible étant restreint, sa constitution mécaniqu e implique des études préalables.

Pour ce travail vous disposerez de la maquette virtuelle du

robot mOway, ainsi qu’un ensemble de fichiers modélisant

les éléments principaux de la partie à développer :

Carte perforée pour prototypes électroniques.

Connecteurs mâles et femelles.

Boîtiers électroniques de microcontrôleurs, et leurs

supports.

Servocommande.

L’objectif est la validation d’une solution du point de vue

mécanique avant sa réalisation et son adaptation à la

plateforme mOway.

DECOUVERTE DES FICHIERS

Remarque : les opérations décrites ci-dessous concernent des manipulations avec le logiciel

Solidworks (version 2005 SP3). Ceux employant d’autres logiciels devront utiliser les fichiers

d’échange corrigés, et/ou reconstruire leur propre bibliothèque.

MODELE 3D DES PLAQUES DE PROTOTYPAGE.

Les cartes perforées utilisées pour la réalisation des

prototypes se découpent au besoin. Chaque équipe a à

disposition deux modèles de cartes :

à bande, très pratique pour la réalisation des bus,

à pastilles, plus adaptées pour des circuits simples.

Le modèle 3D proposé ne concerne que les cartes à bande.

Cela permettra toutefois de construire une structure

même dans le cas des cartes à pastilles.





L’onglet des configurations présente plusieurs versions,

repérées suivant la largeur et la hauteur (exprimées en

trous). Demandez l’affichage de ces différentes versions

et observez les différences.

15. En haut de la liste des configurations,

demandez par un clic droit, la création d’une

nouvelle configuration. Nommez « bus 8x12 »

cette nouvelle configuration. Revenez dans

l’arbre de création de SolidWorks, et double

cliquez sur la fonction « Rép Trou ».

16. Modifiez alors les valeurs des chiffres fixant la

largeur de la carte et sa hauteur, en précisant

bien (option à paramétrer) que ces modifications ne concernent que cette configuration. Enregistrez.

Cette procédure sera à reprendre pour chaque nouvelle configuration.

MODELE 3D DES CONNECTEURS

Sur le même principe, des connecteurs mâles et femelles sont proposés en barres paramétrables suivant le nombre de points

de connexion.

17. Ouvrez ces fichiers et constituez-vous des connecteurs aux nombres de points nécessaires pour la réalisation de vos

prototypes.

MODELE 3D DES BOITIERS DE PROCESSEURS

18. En partant du fichier « puce » présentant deux configurations, vous pouvez établir la définition des principaux

boîtiers de composant intégrés.

CONCEPTION D’UN PORTIQUE I2C





19. Dans un assemblage, insérez une carte perforée et un connecteur mâle.

Réglez ces deux éléments à huit points de connexion en choisissant une

carte assez longue (clic droit dans l’arbre de création puis édition des

propriétés du composant).

20. Assemblez ces éléments (trois contraintes). Enregistrez ce fichier sous le

nom « portique I2C ».

21. Ouvrir un nouvel assemblage. Enregistrez sous le nom « prototype n°1 ».

Insérez en premier lieu l’assemblage du MOway, puis votre « portique

I2C ». Assemblez ces deux éléments (trois contraintes).

DETROMPEUR

22. A partir des analyses précédentes sur le fonctionnement du mOway et de

sa caméra, indiquez s’il est convenable de brancher la caméra à l’envers

sur le Robot.

23. Expliquez comment cette manipulation est rendue impossible dans le cas

de la liaison caméra/mOway.

24. Ajoutez à votre portique un connecteur femelle

permettant l’ajout d’une plaque horizontale.

25. Proposez une solution interdisant le montage à l’envers

de cette plaque.

A l’avenir, toutes les connexions devront être protégées contre

un montage à l’envers.

ASTUCES POUR LA CONSTITUTION DE PORTIQUES COMPLEXES

Il est possible de souder les plaques entre elles pour obtenir une structure élaborée garantissant également la continuité

électrique.