DOSSIER DE PRESENTATION ET DE VALIDATION DU SUJET DE PROJETmarcel.cremmel.llc.free.fr/CouffignalTS2/Dossiers_projets_et_stages... · E 6-2 – PROJET TECHNIQUE DOSSIER DE PRESENTATION

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg – Session 2010

BTS Systèmes électroniques Page 1 sur 38 - 1 -

BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES

E 6-2 – PROJET TECHNIQUE

DOSSIER DE PRESENTATION ET DE

VALIDATION DU SUJET DE PROJET

Groupement académique : Nancy, Metz, Reims, Strasbourg Session : 2010

Lycée ou Centre de formation : Louis Couffignal

Ville : STRASBOURG

N° du projet : 1 Nom du projet : Gestion de l'énergie électrique dans une habitation

Rappel / décomposition du projet : Nb. d'étudiants concernés sur 14

Projet N° 1 – 1 : OT1 : Centrale de gestion à courant porteur 1

Projet N° 1 – 2 : OT2 : Récepteur de commandes pour radiateur électrique 2

Projet N° 1 – 3 : OT3 : Thermomètre d'ambiance "radio" 1

Projet N° 1 – 4 : OT4 : Thermomètre extérieur "radio" 1

Projet N° 1 – 5 : OT5 : Détecteur de présence humaine 1

Projet N° 1 – 6 : OT6 : Délesteur de consommation 2

Projet N° 1 – 7 : OT7 : Prélèvement de la consommation et transmission des infos 2

Projet N° 1 – 8 : OT8 : Afficheur distant de la consommation 1

Projet N° 1 – 9 : OT9 : Barrette de distribution secteur télécommandée 2

Projet N° 1 – 10 : OT10 : Télécommande des barrettes de distribution 1



1. Présentation et situation du projet dans son environnement

1.1 Contexte de réalisation

Projet proposé et suivi par : M : CREMMEL Marcel .............. professeur électronique physique appliquée

M : HAESSIG Dominique............ professeur électronique physique appliquée

Statut des étudiants

Candidats scolarisés :

en temps plein en alternance

en alternance

Constitution de l'équipe de projet :

Ensemble de la section

Projet développé : au lycée ou en centre de formation en entreprise mixte

Type de client ou donneur

d’ordre :

Entreprise partenaire : oui non

Origine du projet :

- idée : lycée entreprise

- cahier des charges : lycée entreprise

Suivi du projet : lycée entreprise

Si le projet est développé

en partenariat avec une

entreprise :

Nom de l'entreprise : HAGER – M. KASTENBEIN Christophe

Adresse de l'entreprise : 33, rue Saint Nicolas – 67700 SAVERNE

Responsable de l’entreprise :

Contact dans l'entreprise : M. KASTENBEIN Christophe

Tél. : 03 88 02 87 76

Budget alloué : Montant :

Origine du financement : Etablissement : évalué à 2500€

Entreprise : fourniture de quelques appareils actuels

Autre :

1.2 Situation du projet

Dans quel(s) champ(s) technologique(s) s'insère le projet

à étudier : Télécommunication, téléphonie et réseaux téléphoniques ;

Informatique, télématique et bureautique ;

Multimédia, son et image, radio et télédiffusion ;

Electronique embarquée ;

Electronique médicale ;

Mesure, instrumentation et micro-systèmes ;

Automatique et robotique ;

Production électronique.



1.3 Objectifs professionnels du projet

Domaines d'Activités Professionnelles abordés et développés avec le projet :

(cf. le Référentiel des Activités Professionnelles)

Etude et développement Oui

Etude technique Oui

Qualité et contrôle Oui

Intégration

Maintenance

Production Oui

Suivi d’affaires Oui

Relation client-fournisseur Oui

Coopérer et communiquer en langue française et langue anglaise Oui



2. Présentation du projet

2.1 Objets techniques du système de chauffage

OT1 : Centrale de gestion du chauffage à courant porteur

OT2 : Récepteur de commande pour radiateur électrique : courant porteur (CPL) et "radio"

OT3 : Thermomètre d'ambiance "radio"

OT4 : Thermomètre extérieur "radio"

OT5 : Détecteur de présence humaine à transmission "radio"

OT6 : Délesteur de consommation à courant porteur

OT7 : Prélèvement de la consommation et transmission des informations sur réseau WiFi

OT8 : Afficheur distant de la consommation.

Note : les photos ne servent qu'à l'illustration, elles ne représentent pas les OT réalisés par les

étudiants.

OT1

OT2

OT3

OT5

Réseau

WiFi

OT6

OT4

OT8

OT7



2.2 Les autres objets techniques

OT9 : Barrette de distribution télécommandée par "radio" et courant porteur

OT10 : Télécommande des barrettes de distribution.

3. Cahier des charges fonctionnel

3.1 Expression du besoin

La société Hager propose déjà un système de gestion de l’énergie électrique. Elle envisage une nouvelle

gamme qui proposera les nouvelles fonctions de service suivantes :

• Régulation du chauffage pièce par pièce, y compris le réglage des consignes de température

• Ajout d’un dispositif de détection de présence humaine pour déclencher une dérogation

immédiate du chauffage, agir sur les récepteurs tout ou rien et « apprendre » l’occupation des

pièces

• Remplacement du fil pilote par le courant porteur pour limiter le re-câblage d’une installation

existante

• Centrale de gestion mobile grâce au courant porteur

• Délesteur de consommation basé sur les courants porteurs : configuration depuis la centrale

(pas de nouveau mode d’emploi) et nombre des radiateurs non limité en nombre

• Affichage distant de la consommation : sur un appareil spécifique ou sur un PC avec le serveur

web intégré et la liaison « WiFi ». Enregistrement toutes les minutes de la consommation et des

équipements alimentés avec un historique d’un an au moins.

• Récepteurs « tout ou rien » pilotés par la centrale et une télécommande compatibles avec les

nouvelles spécifications des réseaux « courant porteur » et « radio »

3.2 Contraintes et limites d'étude

Pour les fonctions dont ils ont la charge, les étudiants :

sélectionnent les composants (ou valident les choix proposés) permettant leurs réalisations avec

un coût de revient compatible avec la concurrence

adaptent les structures matérielles fournies

réalisent une maquette

adaptent les librairies des fonctions logicielles fournies

valident ces nouvelles structures sur la maquette.

Il n'est pas demandé de valider toutes les fonctions de l'OT complet réalisées en grande partie par des

fonctions logicielles.

OT9

OT10



3.3 Caractérisation des fonctions de service

Ne sont détaillées ici que les caractéristiques des fonctions de service principales et nouvelles ou

modifiées vis à vis du produit actuel.

OT1 : Centrale de gestion à courant porteur :

Transmission des ordres par courant porteur (132,5kHz) en respect des normes KNX PL132

et EN50065

LCD couleurs, clavier sensitif et accès aux paramètres par menus hiérarchiques pour une

bonne ergonomie

La centrale est mobile, il suffit de la connecter à une prise électrique.

OT2 : Récepteur courant porteur et radio :

Réception des ordres depuis la centrale de gestion (OT1) par courant porteur

Réception de la température ambiante, des consignes et des ordres de dérogation par radio

depuis le thermomètre d'ambiance (OT3)

Réception de la température extérieure par radio et transmission vers la centrale par

courant porteur

Régulation de la température de la pièce en fonction des informations reçues

Alimentation du radiateur associé

OT3 : Thermomètre d'ambiance :

Transmission radio des informations suivantes :

La température ambiante

Les consignes de régulation (confort, réduit et hors gel)

Les ordres de dérogation

Edition des consignes de régulation

Ordres de dérogation (modification monostable de la consigne actuelle)

Alimentation par piles

OT4 : Thermomètre extérieur :

Transmission radio de la température extérieure à intervalles réguliers

Alimentation par pile, autonomie supérieure à 2 ans

OT5 : Détecteur de présence humaine :

Détection de mouvement par infrarouge

Connexion au réseau radio "MiWi"

Dérogation immédiate du chauffage

Action programmée sur les récepteurs tout ou rien (éclairage par exemple)

Permettre à la centrale d'"apprendre" l’occupation des pièces

Alimentation par pile

OT6 : Délesteur de consommation :

Réception et décodage des informations de consommation depuis un compteur type « EDF »

Mesure de la puissance consommée (si le compteur n'est pas compatible)

Configuration depuis la centrale par courant porteur

Transmissions des ordres de délestage par courant porteur

Nombre maximum de radiateurs non limité.

Alimentation « secteur »

OT7 : Contrôleur de consommation :

Réception et décodage des informations de consommation depuis un compteur type « EDF »

Mesure de la puissance consommée (si le compteur n'est pas compatible)

Enregistrement de l'historique de la consommation minute par minute et sur une année au

moins (sur SD Card)

Transmission des informations au module d'affichage spécifique (OT8) via réseau radio

"MiWi"

Serveur web intégré avec connexion WiFi pour consultation sur un navigateur via un

routeur.



Alimentation « secteur »

OT8 : Afficheur distant de la consommation :

Réception des informations du contrôleur de consommation (OT7) depuis le réseau radio

"MiWi"

LCD couleurs, clavier sensitif et accès aux paramètres par menus hiérarchiques pour une

bonne ergonomie

Alimentation sur batterie LiPo 3,7V

OT9 : Barrette de distribution télécommandée :

Commande isolée de 4 prises 220V/16A

Utilisation en appartement par simple connexion sur n'importe quelle prise électrique

Liaison radio directe ou indirecte avec la télécommande en pilotage manuel (OT10)

Liaison radio directe ou indirecte avec le détecteur de présence (OT5)

Liaison courant porteur avec la centrale pour le pilotage automatisé (simulation de présence

par exemple)

OT10 : Télécommande des barrettes de distribution :

Transmission radio

Nombre de voies illimitées

Retour d'information sur le LCD

Consultation des paramètres du gestionnaire d'énergie (OT1)

Possibilité de modifier ces paramètres

La maquette est implantée dans un téléphone portable Nokia 3310 dont on ne garde que le

LCD, le clavier et la batterie.



4. Analyse fonctionnelle interne

4.1 Diagramme sagittal en mode "tout automatique"

Descriptions des échanges et liens :

CPL : réseau "courant porteur" compatible avec la norme EN50065. Il est utilisé pour réaliser

les transmissions suivantes :

OT1 vers OT2 : ordres de changement des consignes de régulation (confort, réduit, hors

gel)

OT2 vers OT1 : température extérieure mesurée par OT4

OT1 vers OT9 : ordres d'allumage ou d'extinction de dispositifs électriques

OT6 vers OT2 : ordres de délestage

L2-3 : transmission sur réseau MiWi de la température ambiante, des 3 consignes de régulation

et des ordres de rérogation du chauffage.

ALIM-R : alimentation de la résistance chauffante du radiateur

L4 : transmission sur réseau MiWi de la température extérieure. Le récepteur peut être

n'importe quel élément du réseau, mais le destinataire final est OT1, via le réseau CPL.

L5 : transmission sur réseau MiWi de la détection de présence ou d'absence de personnes dans

la pièce. Le destinataire final est l'OT2 de la même pièce.

L7-8 : transmission sur réseau MiWi et sur demande des informations de consommation. Les

ordres et les réponses peuvent transiter par d'autres éléments du réseau si OT7 et OT8 sont trop

éloignés.

Télé-info : informations de consommation transmises par les compteurs "EDF" : trames série

asynchrones conformes au protocole "HN44S-81"

OT2

OT3

OT5

Réseau

WiFi

OT4

OT8

OT1

OT6

CPL

L2-3

ALIM-R

L5

L4

L7-8

OT7

LI



Réseau WiFi : OT7 comprend un serveur web TCP/IP : la liaison WiFi permet à tout PC

connecté de consulter la consommation actuelle ou tout l'historique jusqu'à un an en arrière.

Réseau radiofréquence MiWi P2P :

Le réseau utilise la pile MiWi en configuration P2P proposée par Microchip. Il s'agit d'une adaptation

de la norme IEEE802.15.4 (low rate wireless Personal Aera Network). La librairie est libre de droit si

on utilise un microcontrôleur et un circuit RF de ce constructeur.

Microchip propose également un module RF, équipé de son antenne, homologué pour un usage

"domotique" en Europe.

Réseau courant porteur CPL :

La norme EN50065 doit être rigoureusement respectée en cas de commercialisation des produits.

On utilise le protocole KNX PL132.

Réseau radiofréquence WiFi :

Le réseau utilise la pile TCP/IP fournie par Microchip. La librairie est libre de droit si on utilise un

microcontrôleur et le module WiFi de ce constructeur.

4.2 Schémas fonctionnels de degré 1

4.2.1 OT1 : Centrale de gestion à courant porteur

La centrale est bâtie autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24.

Le clavier est réalisé avec la technologie "QWheel" de Atmel pour obtenir l'ergonomie souhaitée.

La fonction FP10 utilise le circuit intégré ST7538Q de ST Microelectronics, conforme à la norme

EN50065.

Les fonctions FP5 et FP6 utilisent un LCD graphique couleurs de 128x128 pixels de 45mm.

Caractéristiques des E/S

Nom Description Nature Caractéristiques

SelPar Sélection du paramètre sur le

clavier "Qwheel" avec l'aide de

l'afficheur

Action humaine

ModPar Modification du paramètre sur le

clavier "Qwheel" avec l'aide de

l'afficheur

Action humaine

OK

ESC

FP1 FP2

Accès aux

paramètres

par menus

déroulants

Ang

OK

ESC

FP3

Edition du

paramètre

sélectionné

FP5

Affichage

des menus et

du nom du

paramètre

SelPar

ModPar

FP4

Mémorisation

des

paramètres

Menu MenuPar

FP6

Affichage de

la valeur du

paramètre

ValP ValA

FP9

Communication

sur le réseau

CPL

CPL

IndPar

FP8

Gestion chronologique des

consignes de chauffage

pour chaque zone Parametres

TramesCPL

FP7

Horloge

HeureDate



Ang Position angulaire du doigt sur la

zone circulaire

Octet non signé

transmis sur bus SPI

Valeur comprise entre 0 et

127

OK Action sur la touche sensitive OK Signal binaire


Valeurs TRUE ou FLASE

ESC Action sur la touche sensitive ESC Signal binaire



Menu Indice dans la structure des menus

hiérarchiques

Entier non signé Valeur comprise entre 0 et

MENU_MAX

IndPar Indice du paramètre dans le menu Entier non signé Valeur comprise entre 0 et

NBPAR_MAX

MenuPar Nom du menu et du paramètre

édité

Information visuelle Lisibilité jusqu'à 30cm

Rétro-éclairage monostable

ValP Valeur du paramètre édité

Valeur initiale lue dans la mémoire

FP3 via PARAMED

Valeur transmise à la centrale

Diematic 3 à l'action de la touche

OK

Information

numérique

Dépend du paramètre

ValA Valeur du paramètre édité Information visuelle Lisibilité jusqu'à 30cm


Parametres Paramètres de programmation

chronologique de chaque zone de

chauffage

Variable structurée Champs: "Zone1" à "Zone6"

Champs imbriqués dans

"ZoneX" : "Lundi" à

"Dimanche"

Champs imbriqués dans le

jour de la semaine :

"HeureDebut" et

"HeureFin"

HeureDate Heure locale Variable structurée Champs : Annee, Jour,

Mois, JourSemaine, Heure,

Minutes

TramesCPL Ordres de changement de consigne

des radiateurs

Trames séries

asynchrones

Protocole KNX

CPL Ordres de changement des

consignes de régulation (confort,

réduit; hors gel) et d'allumage ou

d'extinction de dispositifs

électriques

Porteuse 132,5kHz

modulée conforme à

la norme EN50065

Protocole KNX PL132

Description succincte des fonctions

Fonctions Description Réalisation

FP1 :

Gestion du

clavier à touches

sensitives

La technologie "QWheel" est utilisée pour

réaliser à moindre coût une touche circulaire

permettant une navigation aisée dans les

menus et une édition confortable des

paramètres

Utilisation du circuit spécialisé

QT1106 de ATMEL

Liaison SPI

FP2 :

Accès aux

paramètres par

menus

déroulants

La fonction navigue dans les menus et

sélectionne le paramètre à éditer en fonction

des actions de l'utilisateur sur FP1

Fonction logicielle



FP3 :

Edition du

paramètre

sélectionné

L'information ANG affecte la variable ValP à

chaque action sur le bouton circulaire sensitif.

La fonction d'affectation dépend du paramètre

en cours d'édition.

La touche OK est utilisée pour passer au

chiffre suivant (le cas échéant) et pour valider

la nouvelle valeur

Fonction logicielle

FP4 :

Mémorisation

des paramètres

Fonction d'affectation des champs de la

variable "Parametres"

Fonction logicielle

FP5 :

Affichage du

menu et du nom

du paramètre

La fonction exploite un LCD couleur de

128x128 pixels pour afficher les différents

paramètres via des menus déroulants.

Fonction mixte. L'afficheur est un

Nokia 7210.

Liaison au contrôleur du LCD par le

bus SPI du microcontrôleur.

Les leds de rétro-éclairage sont

intégrées dans le Nokia 7210.

FP6 :

Affichage de la

valeur du

paramètre


128x128 pixels pour afficher la valeur ou

l'état du paramètre.


Nokia 7210.




intégrées dans le Nokia 7210.

FP7 :

Horloge

Cette fonction met la variable "HeureDate"

régulièrement à jour

Fonction mixte : elle exploite la

structure RTC intégrée dans le PIC24

dont la consommation est très faible

FP8 :

Gestion

chronologique

des consignes de

chauffage pour

chaque zone

Cette fonction détecte les heures de

changement de consigne de chaque zone et

compose les trames série asynchrone de

commande des radiateurs concernés.

Elle respecte le protocole KNX

Fonction logicielle

FP9 :

communication

sur le réseau

CPL

La fonction utilise le protocole KNX PL132.

Elle respecte la norme EN50065.

Fonction mixte.

4.2.2 OT2 : Récepteur courant porteur et radio

Le récepteur est bâti autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24.

FP1

Modulation –

démodulation

sur courant

porteur

Delestage CPL

FP2

Identification

des ordres

Consigne

FP3

Régulation

de la

température

FP4

Communication

sur le réseau

MiWi

MiWi

ValConsignes

T_Amb

Derogation

FP5

Commande

au passage

par zéro

secteur

Rad

iate

ur

Secteur 220V

FP6

Indication

du

fonctionne-

ment

ON

/OF

F

T_Ext




EN50065.

La fonction FP4 utilise le module MRF24J40MA homologué en Europe pour ce type d'utilisation.



CPL Signal FSK superposé au secteur

220V. Il est modulé par des trames

série asynchrones affectées par les

informations à échanger.

Porteuse sinusoïdale

132,5kHz modulée

FSK

Conforme à la norme

EN50065. Le protocole est

KNX PL132.

MiWi Signal radiofréquence support des

échanges d'informations avec les

autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

Consigne Consigne actuelle : confort, réduit

ou hors gel

Variable numérique 3 valeurs discrètes

Delestage Ordre de délestage Variable binaire Valeurs "vrai" ou "faux"

ValConsignes Valeurs en °C des 3 consignes Variables structurée

à 3 champs :

Confort, Reduit,

HGel

Chacun des champs a une

valeur comprise entre 5°C et

30°C avec une résolution de

0,5°C.

T_Amb Température reçue depuis le

thermomètre d'ambiance

Variable numérique Gamme : -10°C à 50°C

Résolution : 0,1°C

Derogation Consigne de dérogation reçue

depuis le thermomètre d'ambiance



Radiateur Alimentation du radiateur Tension sinusoïdale

prélevée du secteur

220V

Commutation au passage

par zéro.

ON/OFF Indication d'alimentation du

radiateur

Info lumineuse Rouge : chauffe

Vert : arrêt

T_Ext Température reçue depuis le

thermomètre extérieur.





FP1 :

Modulation –

démodulation

sur courant

porteur

Cette fonction démodule les signaux

132,5kHz prélevés sur le secteur,

reconstituent les trames série asynchrones et

les transmet à la fonction F2.

Le cas échéant, elle transmet l'information

T_Ext sur le réseau CPL.

Le circuit intégré ST7538Q de ST

Microelectronics réalise l'essentiel des

fonctions. Des filtres et un

transformateur d'isolement permettent

de respecter les spécifications de la

norme EN50065.

FP2 :

Identification

des ordres

Les trames reçues de FP1 sont analysées

suivant le protocole KNX PL132 pour

identifier les informations utilisées par OT2

Fonction mixte. On utilise le coupleur

UART du µC.

FP3 :

Régulation de la

température

Cette fonction complexe utilise les

informations de température et les consignes

pour réguler la température de la pièce.

Fonction logicielle



FP4 :

Communication

sur le réseau

MiWi

La fonction utilise la pile "MiWi P2P" fournie

par Microchip pour recevoir et transmettre les

paquets de données sur le réseau.

Fonction mixte.

On utilise le module MRF24J40MA

de Microchip homologué en Europe.

Il se charge des couches "PHY" et

"MAC" du réseau.

FP5 :

Commande au

passage par zéro

secteur

Pour limiter les perturbations électriques sur

le réseau, cette fonction commute la tension

d'alimentation du radiateur au passage par

zéro du secteur

Fonction mixte.

Le prélèvement du secteur et la

commande comportent une isolation

galvanique.

FP6 :

Indication du

fonctionnement

Il s'agit simplement de visualiser l'état de

chauffe du radiateur

Led bicolore.

4.2.3 OT3 : Thermomètre d'ambiance

Le thermomètre est bâti autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24 à faible consommation.


La fonction FP3 utilise un LCD N&B de 84x48 pixels à faible consommation (pièce détachée de Nokia

3310).



MODE Action sur un bouton poussoir Contact électrique Ouvert ou fermé

+ Action sur un bouton poussoir Contact électrique Ouvert ou fermé

- Action sur un bouton poussoir Contact électrique Ouvert ou fermé

ValConsignes Valeurs en °C des 3 consignes Variables structurée

à 3 champs :

Confort, Reduit,

HGel

Chacun des champs a une

valeur comprise entre 5°C et

30°C avec une résolution de

0,5°C.

T_AmbN Température ambiante Variable numérique Gamme : -10°C à 50°C


Derogation Consigne de dérogation Variable numérique Gamme : -10°C à 50°C


ModeAff Mode d'affichage actuel Variable à valeurs

discrètes

Valeurs : Temp,

ConsConfort, ConsReduit,

ConsHGel, Derog



autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

FP1

Réglages des

consignes et

des

dérogations

+

MODE

-

FP2

Communication

sur le réseau

MiWi

FP3

Affichage de la

température ou

du paramètre en

cours de réglage

FP4

Captation de

la

température

T_Amb

MiWi

Température

Paramètre

ValConsignes

Derogation

ModeAff

T_AmbN



Température Température affichée sous formes

numérique et graphique

(historique)

LCD réflectif Lisible à 2m

Parametre Paramètre en cours d'édition

affichée sous formes numérique

LCD réflectif Lisible à 1m



FP1 :

Réglages des

consignes et des

dérogations

Cette fonction détecte une action sur les BPs

pour piloter l'affichage et régler les consignes

ou les ordres de dérogation

Fonction mixte.

FP2 :

Communication

sur le réseau

MiWi




Fonction mixte.




"MAC" du réseau.

FP3 :

Affichage de la

température ou

du paramètre en

cours de réglage

La fonction exploite un LCD N&B de 64x48

pixels à faible consommation.

Fonction mixte. L'afficheur est une

pièce détachée de Nokia 3310.



FP4 :

Captation de la

température.

Mesure de la température ambiante. Fonction mixte.

La fonction utilise une résistance

CTN associée à un CAN intégré dans

le microcontrôleur.

4.2.4 OT4 : Thermomètre extérieur

Le thermomètre est bâti autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24 à faible consommation.


FP2

Communication

sur le réseau

MiWi

FP4

Gestion de

l'alimentation

FP1

Captation de

la

température T_Ext MiWi

T_ExtN

FP3

Horloge

SetTime

HeureDate

PowerDown





T_Ext Température extérieure Grandeur physique Gamme : -30°C à 50°C

T_ExtN Température extérieure Variable numérique Gamme : -30°C à 50°C




autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

SetTime Heure réglée sur la centrale Variable numérique

structurée

Champs : Annee, Jour,


Minutes

HeureDate Heure locale Variable numérique

structurée



Minutes

PowerDown Mise en veille de FP1 et FP2 Variable binaire Valeurs : True ou False



FP1 :

Captation de la

température

Mesure de la température extérieure. Fonction mixte.

La fonction utilise une résistance

CTN associée à un CAN intégré dans

le microcontrôleur.

FP2 :

Communication

sur le réseau

MiWi




Fonction mixte.




"MAC" du réseau.

FP3 :

Horloge






FP4 :

Gestion de

l'alimentation

Cette fonction est activée à intervalles de

temps réguliers pour déclencher une

transmission de la température sur le réseau

MiWi dans le but de réduire la consommation

Fonction mixte.

4.2.5 OT5 : Détecteur de présence humaine

Le détecteur est bâti autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24 à faible consommation.

FP2

Communication

sur le réseau

MiWi

FP4

Gestion de

l'alimentation

FP1

Détection de

mouvement IR MiWi

Move

FP3

Horloge

SetTime

HeureDate

PowerDown






IR Rayonnement infrarouge ambiant Grandeur physique

Move Indicateur binaire de mouvement Variable binaire Les changements d'état

indiquent un mouvement



autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

SetTime Heure réglée sur la centrale Variable numérique

structurée



Minutes

HeureDate Heure locale Variable numérique

structurée



Minutes

PowerDown Mise en veille de FP1 et FP2 Variable binaire Valeurs : True ou False



FP1 :

Détection du

mouvement

La fonction détecte les variations du

rayonnement infrarouge de la zone couverte.

Fonction mixte.

La fonction utilise un détecteur IR

précédé d'une lentille de Fresnel

FP2 :

Communication

sur le réseau

MiWi




Fonction mixte.




"MAC" du réseau.

FP3 :

Horloge






FP4 :

Gestion de

l'alimentation

Cette fonction est activée à intervalles de

temps réguliers pour déclencher une

transmission de la température sur le réseau

MiWi dans le but de réduire la consommation

Fonction mixte.

4.2.6 OT6 : Délesteur de consommation

FP1

Décodage des

informations

de

consommation

EDF

FP3

Gestion du

délestage

D_EDF

FP4

Gestion du

protocole

CPL de

Hager

FP2

Captage du

courant

I

FP5

Modulation –

démodulation

sur courant

porteur

CPL

FP5

Commande

du ballon

d'eau chaude

Delestage TrameCPL

ECS ECSc

Phase

d'arrivée





EN50065.



EDF Trames de téléinformation

conformes aux spécifications "HN

44-S-81"

Signal modulé en

amplitude

Porteuse 50kHz modulée en

amplitude par des trames

série asynchrones 1200

bauds sur paire torsadée

D_EDF Informations de consommation Variable structurée Champs : ADCO,

OPTARIF, HCHC, HCHP,

PTEC (voir "HN 44-S-81")

I Intensité efficace du courant total

consommé

Variable numérique Gamme : 0 à 50A

Résolution : 1mA

Delestage Ordre de délestage. Variable 32 bits Chaque bit correspond au

récepteur (radiateur) à

couper.

ECS Commande de délestage du ballon

d'eau chaude

Variable binaire Valeurs : True ou False

ECSc Commande de délestage du ballon

d'eau chaude

Contact de relais 250V/20A

TrameCPL "Encapsulation" de l'information

"Delestage" dans une trame CPL.

Trame série

asynchrone

Conforme au protocole

KNX PL132

CPL Information "Delestage"

"encapsulée" dans une trame CPL

modulée FSK

Porteuse 132,5kHz

modulée conforme à

la norme 50065-1

Protocole KNX PL132



FP1 :

Décodage des

informations de

consommation

Réception et décodage des informations de

consommation depuis un compteur type

"EDF"

Fonction mixte

FP2 :

Captage du

courant

Prélèvement du courant consommé par un

transformateur et calcul de la valeur efficace.

Fonction mixte. Utilisation d'un

transformateur.

FP3 :

Gestion du

délestage

Dès que le courant atteint une limite fixée,

cette fonction détermine l'ordre des récepteurs

à couper suivant un ordre de priorité pré-

déterminé.

Les alimentations sont rétablies

progressivement dans le cas contraire.

Fonction logicielle

FP4 :

Gestion du

protocole CPL

KNX PL132

L'information "Delestage" est encapsulée

dans une trame série asynchrone conforme au

protocole KNX PL132.


UART du µC.

FP5 :

Modulation –

démodulation

sur courant

porteur

Cette fonction module les trames CPL sur une

porteuse 132,5kHz.






norme EN50065.



4.2.7 OT7 : Contrôleur de consommation



La fonction FP5 utilise le module AC164136-2 de Microchip



EDF Trames de téléinformation

conformes aux spécifications

"HN 44-S-81"

Signal modulé en

amplitude

Porteuse 50kHz modulée en

amplitude par des trames

série asynchrones 1200

bauds sur paire torsadée

D_EDF Informations de consommation Variable structurée Champs : ADCO,

OPTARIF, HCHC, HCHP,

PTEC (voir "HN 44-S-81")

I Intensité efficace du courant total

consommé

Variable numérique Gamme : 0 à 50A

Résolution : 1mA

DemandesMiWi Demandes d'information de

consommation depuis le réseau

MiWi

Trames série

asynchrones

Protocole à définir

ReponsesMiWi Information de consommation

transmise sur demande sur le

réseau MiWi

Trames série

asynchrones


DemandesWiFi Demandes d'information de


WiFi

Trames série

synchrones (SPI)

Protocole du serveur web

utilisé

ReponsesWiFi Information de consommation


réseau WiFi

Trames série

synchrones (SPI)

Protocole du serveur web

utilisé

MiWi Signal radiofréquence support

des échanges d'informations avec

les autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

WiFi Signal radiofréquence permettant

une connexion "sans fil" sur le

réseau local WiFi.

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme 802.11

Conformes à la norme WiFi

(ISO/CEI 8802-11)

FP1

Décodage des

informations

de

consommation

EDF

FP3

Enregistrement

des

informations de

consommation

chaque minute

D_EDF

FP2

Captage et mesure

du courant

I

MiWi

DemandesMiWi

ReponsesMiWi

FP4

Communication

sur le réseau

MiWi

WiFi

FP5

Gestion serveur

web TCP/IP

DemandesWiFi

ReponsesWiFi

Phase

d'arrivée





FP1 :

Décodage des

informations de

consommation

Réception et décodage des informations de

consommation depuis un compteur type

"EDF"

Fonction mixte

FP2 :

Captage et

mesure du

courant

Prélèvement du courant consommé par un

transformateur et calcul de la valeur efficace.

Fonction mixte. Utilisation d'un

transformateur.

FP3 :

Enregistrement

des informations

de

consommation

chaque minute

La fonction utilise une "SD Card" pour

enregistrer les champs de la variable D_EDF :

ADCO, OPTARIF, HCHC, HCHP, PTEC

(voir "HN 44-S-81") chaque minute et sur une

année (au moins)

Fonction mixte. Utilisation d'une carte

SD de capacité supérieure à

24x60x365x7x16 bits = 56Mbits

FP4 :

Communication

sur le réseau

MiWi




Fonction mixte.




"MAC" du réseau.

FP5 :

Communication

sur le réseau

local via WiFi

La fonction utilise la pile "TCP/IP" fournie


paquets de données sur le réseau WiFi.

Fonction mixte.

On utilise le module AC164136-2 de

Microchip certifié par la "WiFi

Alliance". Il se charge des couches

basses du réseau.

4.2.8 OT8 : Afficheur distant de la consommation

L'afficheur distant est bâti autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24.

Le clavier est réalisé avec la technologie "QWheel" de Atmel pour obtenir l'ergonomie souhaitée.


Les fonctions FP5 et FP6 utilisent un LCD graphique couleurs de 128x128 pixels de 45mm.

OK

ESC

FP1 FP2

Sélection

des

informations

à afficher

Ang

OK

ESC

FP3

Edition de

l'intervalle

temporel

FP5

Affichage

des menus

SelInfos

ModInt

Menu MenuA

FP6

Affichage

des

informations

IntTempo

InfosConsA

FP7

Communication

sur le réseau

MiWi

MiWi

IndInfos

FP4

Production des paquets

"MiWi" d'interrogation du

contrôleur de consommation DemandesMiWi

ReponsesMiWi





SelInfos Sélection de l'information

demandée sur le clavier

"Qwheel" avec l'aide de

l'afficheur

Action humaine

ModInt Modification de l'intervalle

temporel sur le clavier "Qwheel"

avec l'aide de l'afficheur

Action humaine

Ang Position angulaire du doigt sur la

zone circulaire

Octet non signé


Valeur comprise entre 0 et

127

OK Action sur la touche sensitive OK Signal binaire



ESC Action sur la touche sensitive

ESC

Signal binaire



Menu Indice dans la structure des

menus hiérarchiques


MenuMax

IndInfos Indice de l'information

sélectionnée dans le menu


NbInfosMax

IntTempo Valeur de l'intervalle temporel

réglé

Variable structurée Champs : "DateHeureDeb"

et "DateHeureFin"

MenuA Nom du menu et noms des

informations associées



InfosConsA Informations de consommation

renvoyées par le contrôleur de

consommation



DemandesMiWi Demandes d'information de


MiWi

Trames série

asynchrones


ReponsesMiWi Information de consommation


réseau MiWi

Trames série

asynchrones


MiWi Signal radiofréquence support

des échanges d'informations avec

les autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.



FP1 :

Gestion du

clavier à touches

sensitives

La technologie "QWheel" est utilisée pour

réaliser à moindre coût une touche circulaire

permettant une navigation aisée dans les

menus et une édition confortable des

paramètres

Utilisation du circuit spécialisé

QT1106 de ATMEL

Liaison SPI

FP2 :

Sélection des

informations à

afficher

La fonction navigue dans les menus et

sélectionne l'information demandée en

fonction des actions de l'utilisateur sur FP1

Fonction logicielle



FP3 :

Edition de

l'intervalle

temporel

L'information ANG affecte la variable

IntTemp pour définir le début et la fin de

l'intervalle temporel

Fonction logicielle

FP4 :

Production des

paquets "MiWi"

d'interrogation

du contrôleur de

consommation

Cette fonction compose les paquets "MiWi"

conformément au protocole du réseau.

Fonction logicielle

FP5 :

Affichage des

menus


128x128 pixels pour afficher les différents

menus déroulants.


Nokia 7210.

Liaison au controleur du LCD par le

bus SPI du microcontroleur.


incluses dans le Nokia 7210.

FP6 :

Affichage des

informations


128x128 pixels pour afficher les informations

de consommation de "ReponsesMiWi"


Nokia 7210.

Liaison au controleur du LCD par le

bus SPI du microcontroleur.


incluses dans le Nokia 7210.

FP5 :

Communication

sur le réseau

local via WiFi

La fonction utilise la pile "TCP/IP" fournie


paquets de données sur le réseau MiWi.

Fonction mixte.




"MAC" du réseau.



4.2.9 OT9 : Barrette de distribution télécommandée

La barrette est bâtie autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24.


EN50065.




CPL Signal FSK superposé au secteur

220V. Il est modulé par des trames

série asynchrones affectées par les

informations à échanger.

Porteuse sinusoïdale

132,5kHz modulée

FSK

Conforme à la norme

EN50065. Le protocole est

KNX PL132.



autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

OnOffCPL Ordres de mise sous tension des

récepteurs R1 à R4 depuis le

réseau CPL

Variable binaire à 4

bits

Valeurs : True ou False pour

chacun des 4 bits

OnOffMiWi Ordres de mise sous tension des

récepteurs R1 à R4 depuis le

réseau MiWi

Variable binaire à 4

bits

Valeurs : True ou False pour

chacun des 4 bits

R1 à R4 Alimentation des 4 prises "secteur" Tension sinusoïdale

prélevée du secteur

220V

Commutation au passage

par zéro.

FP1

Modulation –

démodulation

sur courant

porteur

OnOffCPL CPL

FP2

Identification

des ordres

FP4

Communication

sur le réseau

MiWi

MiWi OnOffMiWi

FP3

Commande

au passage

par zéro

secteur

Secteur 220V

R2

R1

R3

R4





FP1 :

Modulation –

démodulation

sur courant

porteur

Cette fonction démodule les signaux

132,5kHz prélevés sur le secteur,

reconstituent les trames série asynchrones et

les transmet à la fonction F2.

Le cas échéant, elle transmet l'information

T_Ext sur le réseau CPL.






norme EN50065-1.

FP2 :

Identification

des ordres

Les trames reçues de FP1 sont analysées

suivant le protocole KNX PL132 pour

identifier les informations utilisées par OT9


UART du µC.

FP3 :

Commande au

passage par zéro

secteur

Pour limiter les perturbations électriques sur

le réseau, cette fonction commute la tension

d'alimentation du radiateur au passage par

zéro du secteur

Fonction mixte.

Le prélèvement du secteur et la

commande comportent une isolation

galvanique.

FP4 :

Communication

sur le réseau

MiWi




Fonction mixte.




"MAC" du réseau.

4.2.10 OT10 : Télécommande des barrettes

La télécommande est bâtie autour d'un microcontrôleur de la famille PIC24 à faible consommation.


L'appareil est implanté dans le boîtier d'un portable Nokia 3310 dont on utilise le clavier, le LCD (FP3)

et la batterie pour l'alimentation.



Clavier Etats des boutons poussoirs du

clavier

Contact électrique Ouvert ou fermé

New L'état d'une voie a changé Variable binaire Valeurs : True ou False

EtatsVoies Etats des voies à piloter Variable "tableau" à

une dimension

Taille : 256 éléments

Valeurs des éléments : True

ou False

RetourInfos Etats réels des voies renvoyés par

les barrettes

Variable "tableau" à

une dimension

Taille : 256 éléments

Valeurs des éléments : True

ou False

FP1

Production

des ordres Clavier

FP2

Communication

sur le réseau

MiWi

FP3

Affichage du

retour

d'information

MiWi

EtatsVoies

New

EtatsVoies

RetourInfos





autres éléments

Onde électromagn.

modulée suivant la

norme

IEEE802.15.4 dans

la bande 2,4GHz

Liaison conforme au

protocole MiWi.

EtatsVoies Etats des voies affichés sous

formes graphique

LCD réflectif Lisible à 50cm



FP1 :

Production des

ordres

Cette fonction détecte une action sur les BPs

pour modifier l'état de chacune des voies

Fonction mixte.

FP2 :

Communication

sur le réseau

MiWi




Fonction mixte.




"MAC" du réseau.

FP3 :

Affichage du

retour

d'information

La fonction exploite le LCD N&B de 64x48

pixels à faible consommation.

Fonction mixte. L'afficheur est une

pièce détachée de Nokia 3310.





4.3 Contraintes liées à l'architecture matérielle ou logicielle

4.3.1 Principaux logiciels mis en œuvre

CAO Protel DXP

Environnement de développement MPLAB (programmation en C)

4.3.2 Principales structures/composants mis en œuvre

OT1 : Centrale de gestion à courant porteur (1 étudiant)

Microcontrôleur PIC24

Circuit intégré ST7538Q (ST Microelectronics) : modem FSK "courant porteur" EN50065

Afficheur LCD graphique couleur à liaison SPI (existant)

Circuit intégré QT1106 (Atmel) pour disposer de touches sensitives (existant)

OT2 : Récepteur courant porteur et radio (2 étudiants)



Module MRF24J40MA (Microchip) de connexion à un réseau RF type IEEE802.15.4 (de E5, E6,

E11 et E13)

Circuit VIPer12ADIP pour alimentation « secteur »

Commande isolée de triac au passage par zéro secteur

OT3 : Thermomètre d'ambiance (1 étudiant)


Module MRF24J40MA (Microchip) de connexion à un réseau RF type IEEE802.15.4

Afficheur LCD graphique N&B à liaison SPI

Capteur de température de type CTN

OT4 : Thermomètre extérieur (1 étudiant)



Capteur de température de type CTN

OT5 : Détecteur de présence humaine (1 étudiant)



Détecteur infra rouge pyroélectrique

OT6 : Délesteur de consommation (2 étudiants)



Démodulation des signaux de téléinformation "EDF"

Mesure du courant efficace consommé par l'habitation


OT7 : Contrôleur de consommation (2 étudiants)


Module MRF24J40MA (Microchip) de connexion à un réseau RF type IEEE802.15.4 (de E5, E6,

E11 et E13)

Module AC164136-2 (Microchip) de connexion à un réseau WiFi IEEE802.11

Démodulation des signaux de téléinformation "EDF"

Mesure du courant efficace consommé par l'habitation

Carte SD pour la mémorisation de l'historique des informations de consommation (existant)


OT8 : Afficheur distant de la consommation (1 étudiant)



Circuit intégré QT1106 (Atmel) pour disposer de touches sensitives (existant)



Afficheur LCD graphique couleur à liaison SPI (existant)

Charge accumulateur LiPo

OT9 : Barrette de distribution télécommandée (2 étudiants)




Commandes isolées de triacs au passage par zéro secteur

OT10 : Télécommande des barrettes de distribution (1 étudiant)


Module MRF24J40MA (Microchip) de connexion à un réseau RF type IEEE802.15.4 4 (de E5,

E6, E11 et E13)

Afficheur LCD graphique couleur à liaison SPI

Charge accumulateur LiPo

Les étudiants sont également chargés de valider les fonctions logicielles d'initialisation (en C) des

périphériques externes et internes au microcontrôleur mis en œuvre.

4.3.3 Principales fonctions logicielles à valider

Les sources des fonctions sont fournis. Les étudiants sont chargés de les tester, d'y apporter quelques

modifications (adaptations à l'implantation et au microcontroleur utilisé) et de les valider.

OT1 : Centrale de gestion à courant porteur (1 étudiant)

Adaptation et validation des fonctions de la couche physique de la transmission par courant

porteur (CPL)

OT2 : Récepteur courant porteur et radio (2 étudiants)

Adaptation et validation des fonctions de la couche physique de la réception par courant porteur

(CPL)

Adaptation et validation des fonctions logicielles de commande du radiateur depuis les ordres

du réseau MiWi

OT3 : Thermomètre d'ambiance (1 étudiant)

Adaptation et validation de la librairie de gestion du LCD N&B

Fonctions de captage de la température

OT4 : Thermomètre extérieur (1 étudiant)

Adaptation de la librairie MiWi P2P de Microchip

Fonctions d'optimisation de la consommation

OT5 : Détecteur de présence humaine (1 étudiant)

Adaptation et validation des fonctions logicielles de détection associées au capteur IR


OT6 : Délesteur de consommation (2 étudiants)


porteur (CPL)

Adaptation et validation des fonctions logicielles de tri et de décodage des trames "EDF"

OT7 : Contrôleur de consommation (2 étudiants)

Adaptation et validation des fonctions logicielles de tri et de décodage des trames "EDF"

Adaptation et validation de la librairie TCP/IP de Microchip sur un réseau WiFi

OT8 : Afficheur distant de la consommation (1 étudiant)


OT9 : Barrette de distribution télécommandée (2 étudiants)


porteur (CPL)


Fonctions de commande des triacs au passage par zéro secteur



OT10 : Télécommande des barrettes de distribution (1 étudiant)

Adaptation et validation de la librairie de gestion du LCD N&B


4.3.4 Organisation matérielle

Les équipes d'étudiants sont constituées par O.T.

Chaque étudiant réalise et teste une maquette complète ou partielle de l'OT.

4.3.5 Organisation logicielle

Les étudiants sont chargés de d'adapter et valider des librairies de fonctions fournies. La priorité est

donnée aux fonctions logicielles d'initialisation.

Ces librairies seront utilisées par les programmeurs du bureau d'étude de "Hager" pour développer et

valider les fonctions de service de l'OT.

4.4 Contraintes spécifiques liées à l'environnement

S'agissant de maquettes, il n'est pas demandé de prendre en compte les contraintes d'environnement.

4.5 Contrainte économique

A terme, l'objectif de l'entreprise partenaire est de proposer les objets techniques à la vente. Leurs prix

doivent rester comparables à la concurrence malgré les nouvelles fonctions de service.

Chaque composant sera donc choisi pour son rapport qualité/prix en grande quantité et sa disponibilité

à moyen terme.

Pour la réalisation des maquettes, le budget total est limité à 2500€, y compris la fabrication éventuelle

des cartes de câblage imprimé par un sous-traitant.

4.6 Documents et moyens technologiques mis à disposition

Eléments du système disponible

L'entreprise partenaire a fourni gracieusement un exemplaire des produits actuels.

CAO

Protel DXP

Réalisation PCB

Au lycée pour les câblages de classe 3 ou inférieure

Chez un sous-traitant pour les classes supérieures et si la métallisation des trous s'impose

Cartes de développement

EVALST7538DUAL : carte de développement ST7538Q pour courant porteur

EVALCOMMBOARD : carte CPU nécessaire à la mise en œuvre de EVALST7538DUAL

Kit AC164136 de Microchip pour réseau WiFi 802.11

Documents spécifiques

Nom Pg Auteur Description

EN50065-1 30 CENELEC Transmission de signaux sur les réseaux électriques

basse-tension dans la bande 3kHz à 148,5kHz

Partie 1 : Règles générales, bandes de fréquences et

perturbations électromagnétiques

EN50065-2-1 17 CENELEC Transmission de signaux sur les réseaux électriques


Partie 2-1 : Exigences d'immunités dans la bande

95kHz à 148,5kHz (résidentiel, commercial,

industrie légère)

EN50065-2-1/A1 9 CENELEC Transmission de signaux sur les réseaux électriques


Amendement à EN50065-2-1 de novembre 2003



Partie 4-1 : Filtres basse tension de découplage.

Spécification générique





Partie 4-1 : Filtres basse tension de découplage.

Exigences de sécurité

EN50065-7 21 CENELEC Transmission de signaux sur les réseaux électriques


Partie 7 : Impédance des appareils.

EN50090 CENELEC Home and Building Electronic Systems (HBES) --

Part 1: Standardization structure

AN1714.pdf 46 ST ST7538Q FSK powerline transceiver demonstration

kit description

konnex_pl132_en.pdf 6 Konnex Protocole KNX PL132

802.15.4-2006[1].pdf 323 IEEE Wireless Medium Access Control (MAC) and

Physical Layer (PHY)

Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area

Networks (WPANs)

Résumé

IEEE802.15.4.pdf

7 Nicolas Salles Résumé de la norme IEEE802.15.4

Sont évidemment disponibles tous les documents relatifs aux composants et librairies à mettre en

œuvre.

Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel d'un laboratoire auxquels s'ajoute un analyseur de

spectre RF et un analyseur de trames IEEE802.15.4.



4.7 Exigences qualité à respecter

4.7.1 Exigences qualité sur le produit à réaliser

Dans la mesure du possible, les composants choisis seront ceux utilisés pour la réalisation du produit

final. La tâche d'intégration en sera facilitée.

La qualité de réalisation des maquettes doit permettre :

une bonne reproductibilité

un câblage fiable pour permettre des tests en situation

Les OT du projet sont destinés au "grand public". En conséquence, les composants seront sélectionnés

pour leur robustesse.

4.7.2 Exigences qualité sur le développement

Tous les choix effectués (technologie, composants, structures, …) sont justifiés et commentés dans le

rapport d'étude. Les simulations effectuées y figurent aussi. Les références des documents ressources

sont indiquées.

Le dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte de

câblage imprimée, commander et câbler les composants.

Les procédures de tests sont établies à partir d'objectifs parfaitement déterminés. Les résultats, positifs

ou négatifs, sont consignés et commentés.

4.7.3 Exigences qualité sur la documentation à produire

Le rapport d'étude, le dossier de fabrication, les sources commentés et le rapport de test devront donner

toutes les informations nécessaires au bureau d'étude de "Hager" chargé des développements futurs.

Bien entendu, les différentes productions, et en particulier le dossier technique final, seront évalués par

l'équipe enseignante et la commission d'interrogation sur leurs qualités : précision, rigueur, clarté.

4.7.4 Exigences qualité sur la livraison

Les maquettes produites par les étudiants restent au lycée Couffignal.

Par contre, les dossiers de fabrication permettent à un sous traitant de reproduire ces maquettes

(fabrication des cartes, commande et câblage des composants). Les rapports d'étude et de tests sont

utilisés par le service technique de Hager pour mener à bien les tests des fonctions de service en

situation réelle.

En cas de satisfaction, ces mêmes documents seront utilisés par le bureau d'étude pour la réalisation

des prototypes.

Ces exigences nécessitent la fourniture des codes sources, parfaitement commentés pour permettre

d'éventuelles modifications ou améliorations.

4.7.5 Exigences qualité sur l’environnement d’exploitation

Aucune exigence particulière.

L'équipe pédagogique et les étudiants s'engagent à ne divulguer les informations relatives à ce projet

qu'après l'autorisation de la société Hager.



5. Répartition des tâches par étudiant La répartition des tâches n'est pas encore nominative. Il n'est donc pas encore possible de préciser le

nom des étudiants.

Elle a été élaborée pour que chaque étudiant puisse être évalué sur les principaux "savoir-faire" des

compétences C1, C2, C3 et T2 visées par l'épreuve E6.2

Compétence C1 :

Choisir les nouveaux composants et technologies

Adapter le schéma structurel existant

Valider les nouvelles structures partielles par simulation et/ou sur carte d'étude

Rédiger le rapport d'étude

Compétence C2 :

Analyser les fonctions logicielles fournies

"Mise au point" de ces fonctions par tests sur une carte d'étude ou la maquette

Produire les fonctions logicielles corrigées

Rédiger le rapport d'étude

Compétence C3 :

Produire le dossier de fabrication

Réaliser et câbler la maquette

Compétence T2 :

Tester la réalisation des fonctions internes

En équipe : tester certaines fonctions de service de l'OT

Rédiger le rapport de test et la synthèse

Adapter le schéma structurel existant



Equipe OT1

Centrale

Nom - Prénom Fonctions et tâches principales à développer par rapport au

produit

Etudiant 1

NARAYNEN Fonction FP7 : Communication sur le réseau CPL

Objectifs :

Mise en œuvre du circuit ST7538Q de ST Microelectronics

Adaptation et validation des fonctions logicielles de la couche

physique des transmissions "courant porteur".

Réalisation d'une maquette de l'OT complet. Pas de contrainte

dimensionnelle de la carte

Equipe OT2

Récepteur


produit

Etudiant 2 OBERMEYER Fonction FP1 : Communication sur le réseau CPL

Objectifs :





dimensionnelle de la carte.

Etudiant 3 BALTZER Fonction FP5 : Commande au passage par zéro secteur

Objectifs :

Mise en œuvre d'une commande isolée de l'alimentation du

radiateur par triac au "zéro" secteur.

Mise en œuvre du circuit VIPer12ADIP pour alimentation

« secteur »

Adaptation et validation des fonctions logicielles de commande

du radiateur depuis les ordres du réseau MiWi



Equipe OT3

Thermo. amb.


produit

Etudiant 4

BOUMADHI Fonction FP3 : Affichage sur LCD Nokia 3310

Fonction FP4 : Captation de la température

Objectifs :

Mise en œuvre d’un capteur de température

Mise en œuvre du LCD Nokia 3310

Optimisation de la consommation

Adaptation et validation de la librairie de gestion du LCD





Equipe OT4

Thermo. ext.


produit

Etudiant 5

DOMENEGHETT

Y

Fonction FP1 : Captation de la température

Fonction FP2 : Communication sur le réseau MiWi

Objectifs :

Mise en œuvre d’un capteur de température

Mise en œuvre du module MRF24J40MA de Microchip

Optimisation de la consommation pour alimentation par piles

Adaptation et validation de la librairie MiWi P2P de Microchip

Contrôle des spécifications "radio".

Réalisation d'une maquette de l'OT complet à implanter dans le

boîtier imposé

Equipe OT5

Détecteur IR


produit

Etudiant 6

ADAM Fonction FP1 : Détection de mouvement

Objectifs :

Mise en œuvre d'un détecteur infrarouge passif

Validation des fonctions "matérielles" et "logicielles" de détection

du mouvement.


Réalisation d'une maquette de l'OT complet à implanter dans le

boîtier imposé

Equipe OT6

Délesteur


produit

Etudiant 7

GASPAR Fonction FP5 : Modulation sur courant porteur

Objectifs :






Etudiant 8 BAICRY Fonction FP1 : Décodage des informations de consommation

Objectifs :

Réception isolée des trames de « téléinformation »


« secteur »

Adaptation et validation des fonctions logicielles de tri et de

décodage des trames "EDF"





Equipe OT7

Contrôleur


produit

Etudiant 9

MURR Fonction FP1 : Décodage des informations de consommation

Fonction FP2 : Captage et mesure du courant

Objectifs :

Réception isolée des trames de « téléinformation »

Mise en œuvre d'un capteur de courant AC isolé

Adaptation et validation des fonctions logicielles de tri et de

décodage des trames "EDF"



Etudiant 10 PRAM Fonction FP5 : Communication sur le réseau WiFi

Objectifs :

Mise en œuvre du module « WiFi » AC164136-2 de Microchip


« secteur »

Adaptation et validation de la librairie TCP/IP de Microchip



Equipe OT8

Afficheur


produit

Etudiant 11

VAN DE WALLE Fonction FP7 : Communication sur le réseau MiWi

Objectifs :

Mise en œuvre du module MRF24J40MA de Microchip

Charge de la batterie LiPo à partir d’une embase « USB-Mini »


Adaptation et validation de la librairie MiWi P2P de Microchip



Equipe OT9

Barrette


produit

Etudiant 12

CILDIR Fonction FP1 : Modulation-démodulation sur courant porteur

Objectifs :






Etudiant 13 BENSALAH Fonction FP3 : Commande au passage par zéro secteur

Fonction auxiliaire d'alimentation "secteur"

Objectifs :

Commande isolée au passage « zéro secteur » des 4 prises par

triac


« secteur »

Validation des fonctions "matérielles" et "logicielles" des

commandes au passage par "zéro secteur".





Equipe OT10

Télécommand


produit

Etudiant 14

WEBER Adeline Fonction FP3 : Affichage du retour d'information

Objectifs :

Mise en œuvre du LCD Nokia 3310

Charge de la batterie à partir de la connectique d’origine

Adaptation et validation de la librairie gestion du LCD

On conserve le LCD N&B et le clavier du portable

Réalisation d'une maquette de l'OT complet. Elle doit s’implanter

dans un portable Nokia 3310 débarrassé de son « électronique »



6. Exploitation pédagogique

Compétences terminales évaluables Tâches génériques A

dapte

r le

schém

a

str

uctu

rel exis

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Adapte

r le

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rocédure

s

de t

ests

sur

une

ma

quett

e Action des étudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14

A Recherche et/ou exploitation de documents techniques en français ou en anglais

relatifs à un produit. ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

B Analyse du cahier des charges du produit et extraction des spécifications associées

à sa mission. ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

C Analyse fonctionnelle, organique et structurelle d'un système technique ou objet technique

( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Élaboration d’un dossier d’aide au choix technique et économique en vue de

comparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation à l'évaluation des coûts de revient des produits élaborés par l'entreprise, à l’analyse de la valeur et au choix des solutions techniques

( ( X X X X X X X X X X X X X X

F Participation à l’élaboration du schéma structurel avec choix technologiques des

composants et justifications écrites. ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Établissement du dossier (schémas structurels, spécifications électriques, …) nécessaire à la réalisation de la maquette.

( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Établissement du plan d'organisation technique des tâches pour réaliser tout ou

partie de la maquette ou du prototype. X X X X X X X X X X X X X X

I Constitution du dossier de lancement de fabrication X X X X X X X X X X X X X X

J Suivi de processus d'achats. X X X X X X X X X X X X X X

K Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette. X X X X X X X X X X X X X X

L Suivi d'une production

M Réalisation et mise au point d'un module de logiciel associé à la maquette X X X X X X X X X X X X X X

N Intervention technique conduisant à la mise en conformité du produit ou de la maquette avec le cahier des charges.

X X X X X X X X X X X X X X

O Élaboration de dossiers explicitant les tests électriques et fonctionnels à effectuer

sur la maquette et validation des moyens pour les réaliser. X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation à l'élaboration des notices d'utilisation et de maintenance pour le client.

R Vérification et validation à toutes les étapes de la conception du produit de la

conformité des caractéristiques avec les spécifications du cahier des charges.

X X X X X X X X X X X X X X

S Participation à l'élaboration d'un dossier destiné à la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X X

U Maintenance sur site et rédaction de fiches d'intervention Constitution d'un

répertoire des défauts et formalisation du retour d'expérience.



7. Calendrier prévisionnel :

Remise des sujets de projet courant janvier. Début du projet : Semaine 1

Revue N°1 Semaine 3



Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Début juin 2010

Sous épreuve E6-2

8. Condition d’évaluation pour l'épreuve E6-2

Disponibilité des équipements

L'équipement sera-t-il disponible ?

(cas du projet développé en

entreprise)

oui non

Si non : Comment procédera-t-on ?

(disponibilité de la maquette dans le centre de formation, …)

Atteintes des objectifs du point de vue client

Que devra-t-on observer à la fin du projet qui témoignera de l'atteinte des objectifs fixés, du point de

vue du client :

L'objectif est la validation (positive ou négative) des fonctions dont les étudiants ont la charge et la

production d'un dossier de fabrication complet.

Dans le cas du projet développé en entreprise

Recours à une ou plusieurs entreprises sous

traitantes ?

oui non

Si oui : Liste des sous traitants :

EUROCIRCUITS

Missions

Réalisation de cartes

Pilotage :

CREMMEL



9. Observation de la commission de validation

Ce document initial : comprend 36 pages (A remplir par la

commission de validation

qui valide le sujet de

projet)

a été utilisé par la Commission Inter Académique de validation………………………

qui s'est réunie à ……………………………., le ...... / 11 / 2009

Contenu du projet : Défini Insuffisamment défini non défini

Choix du support

Problème à résoudre

Appartient à un des champs technologiques du RAP

Cohérent techniquement Pertinent / à un niveau BTS

Complexité technique :

(liée au support ou au moyen utilisés) Suffisante Insuffisante exagérée

Cohérence pédagogique

(relative aux objectifs de l’épreuve)

Le projet permet l’évaluation de toutes les compétences terminales .

Chaque candidat peut être évalués sur chacune des compétences terminales

Planification des tâches demandées aux

étudiants, délais prévus, … :

Projet …

Défini & raisonnable Insuffisamment défini non défini

Les revues de projet sont-elles prévues :

(dates, modalités, évaluation) Oui Non

Conformité par rapport au référentiel

et à la définition de l'épreuve : Oui Non

Observations : ......................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................................

Avis formulé par la commission de validation :

Sujet accepté

en l'état

Sujet à revoir : Conformité au Référentiel de Certification / Complexité

Définition et planification des tâches

Critères d'évaluation

Autres :

Sujet rejeté

Motif de la commission :

Nom des membres de la commission de validation inter académique :

Nom Etablissement Académie Signature

Visa de l'autorité inter académique : Nota :

(nom, qualité, Académie, signature)

Ce document est contractuel pour la sous-épreuve E6-2 (Projet

Technique) et sera joint au "Dossier Technique" de l'étudiant.

En cas de modification du cahier des charges, un avenant sera élaboré

et joint au dossier du candidat pour présentation au jury, en même

temps que le carnet de suivi.



1. PRESENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT ............................................. 2

1.1 CONTEXTE DE REALISATION .......................................................................................................................................... 2 1.2 SITUATION DU PROJET .................................................................................................................................................... 2 1.3 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET......................................................................................................................... 3

2. PRESENTATION DU PROJET ..................................................................................................................................... 4

2.1 OBJETS TECHNIQUES DU SYSTEME DE CHAUFFAGE ........................................................................................................ 4 2.2 LES AUTRES OBJETS TECHNIQUES .................................................................................................................................. 5

3. CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL ................................................................................................................ 5

3.1 EXPRESSION DU BESOIN ................................................................................................................................................. 5 3.2 CONTRAINTES ET LIMITES D'ETUDE ................................................................................................................................ 5 3.3 CARACTERISATION DES FONCTIONS DE SERVICE ............................................................................................................ 6

4. ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE ................................................................................................................. 8

4.1 DIAGRAMME SAGITTAL EN MODE "TOUT AUTOMATIQUE" .............................................................................................. 8 4.2 SCHEMAS FONCTIONNELS DE DEGRE 1 ........................................................................................................................... 9

4.2.1 OT1 : Centrale de gestion à courant porteur ...................................................................................................... 9 4.2.2 OT2 : Récepteur courant porteur et radio ......................................................................................................... 11 4.2.3 OT3 : Thermomètre d'ambiance ........................................................................................................................ 13 4.2.4 OT4 : Thermomètre extérieur ............................................................................................................................ 14 4.2.5 OT5 : Détecteur de présence humaine............................................................................................................... 15 4.2.6 OT6 : Délesteur de consommation .................................................................................................................... 16 4.2.7 OT7 : Contrôleur de consommation .................................................................................................................. 18 4.2.8 OT8 : Afficheur distant de la consommation ..................................................................................................... 19 4.2.9 OT9 : Barrette de distribution télécommandée.................................................................................................. 22 4.2.10 OT10 : Télécommande des barrettes ............................................................................................................ 23

4.3 CONTRAINTES LIEES A L'ARCHITECTURE MATERIELLE OU LOGICIELLE ........................................................................ 25 4.3.1 Principaux logiciels mis en œuvre ..................................................................................................................... 25 4.3.2 Principales structures/composants mis en œuvre .............................................................................................. 25 4.3.3 Principales fonctions logicielles à valider ......................................................................................................... 26 4.3.4 Organisation matérielle ..................................................................................................................................... 27 4.3.5 Organisation logicielle ...................................................................................................................................... 27

4.4 CONTRAINTES SPECIFIQUES LIEES A L'ENVIRONNEMENT .............................................................................................. 27 4.5 CONTRAINTE ECONOMIQUE .......................................................................................................................................... 27 4.6 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS A DISPOSITION .................................................................................. 27 4.7 EXIGENCES QUALITE A RESPECTER .............................................................................................................................. 29

4.7.1 Exigences qualité sur le produit à réaliser ........................................................................................................ 29 4.7.2 Exigences qualité sur le développement ............................................................................................................ 29 4.7.3 Exigences qualité sur la documentation à produire .......................................................................................... 29 4.7.4 Exigences qualité sur la livraison ...................................................................................................................... 29 4.7.5 Exigences qualité sur l’environnement d’exploitation ....................................................................................... 29

5. REPARTITION DES TACHES PAR ETUDIANT .................................................................................................... 30

6. EXPLOITATION PEDAGOGIQUE ........................................................................................................................... 35

7. CALENDRIER PREVISIONNEL : ............................................................................................................................. 36

8. CONDITION D’EVALUATION POUR L'EPREUVE E6-2 ..................................................................................... 36

9. OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION .................................................................................. 37