TECHNOLOGIEtechno.ensemblescolairemaisonblanche.fr/Chapitre V.pdf · 2016. 11. 11. · TECHNOLOGIE Partie N° 1 Page 9 Afin de préserver la tranquillité et la sécurité des touristes,

CHAPITRE V : Etude du fonctionnement d’un système automatique : « le portail automatisé »

Thème : La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques TECHNOLOGIE

Partie N° 1 Page 9

Afin de préserver la tranquillité et la sécurité des touristes, il est prévu de clôturer le lotisse-ment et de filtrer son accès à l’aide d’un portail automatisé.

I– Présentation générale :

A– Généralités :

A quoi sert un portail ?

______________________________________________________________________________________________________________________________

Il existe 2 types de portail, représentés ci-dessous. Nomme les.

Les portails peuvent avoir un fonctionnement manuel ou automatisé. Quel confort ap-porte un portail automatisé ?

______________________________________________________________________________________________________________________________

Dans cette leçon, nous étudierons plus particulièrement le portail coulissant automatisé.

B– Les différents éléments d’un portail coulissant automatisé :

Repérer les différents éléments des deux portails coulissants automatisés sur les photos jointes :

Zoo

m


Partie N° 1 Page 10

Aide :

On trouvera : bouton de commande, photocellule de sécurité, système « rail et roue à gorge, rail, roue à gorge, clignotant, moteur, crémaillère, roue dentée, barrière, guides supérieurs, boîtier électronique de commande, télécommande.

Citer deux éléments qui permettent de commander l’ouverture et la fermeture de ces systèmes automatisés. __________________________________________________________________

Expliquer le rôle des différents éléments qui composent les portails coulissants automa-tisés :

Le clignotant permet ________________________________________________ ________________________________________________________________

A l’aide des guides supérieurs, le système rail et roue à gorge permet ____________ ________________________________________________________________

La photocellule de sécurité permet ______________________________________ ________________________________________________________________

Le boîtier électronique de commande, muni d’une carte programmable, permet ______ ________________________________________________________________

Préciser le type de mouvement de la roue-dentée (translation ou rotation) : __________ __________________________________________________________________

Préciser le type de mouvement de la barrière : _______________________________

Expliquer le rôle du mécanisme « Roue dentée-crémaillère » :

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Crémaillère

Roue

dentée

Dé

tail



Nous disposons d’une maquette d’un portail coulissant automatisé en tout point similaire avec un portail réel. En effet, la maquette reprend tous les éléments d’un véritable portail coulissant automatisé :

- transmission de mouvement par système « roue dentée-crémaillère »,

- montage sur rail métallique avec roues à gorge et guides supérieurs,

- signalisation lumineuse,

- sécurisation optique par photocellule infrarouge.

Observe la maquette réelle, puis la représentation 3D de cette maquette à l’aide de la vision-neuse eDRAWINGS en ouvrant le fichier « Portail coulissant entier » dans le dossier Classes\Documents ressources 5è.

Remarque : en glissant le pointeur de la souris sur les éléments, on visualise leurs noms.

A l’aide de cette observation et des exercices précédents, nomme les éléments désignés ci-dessous, puis colorie en rouge le rail et les guides supérieurs (entretoises) du portail :

Aide : On trouvera ainsi : clignotant, bouton de commande extérieur, bouton de commande intérieur, bar-rière, crémaillère, photocellule de sécurité infrarouge, moteur, roue dentée, capteur (ou microrupteur) de position « ouverte », capteur de position « fermée », boîtier électronique de commande.

intérieur

extérieur

intérieur



C– La chaîne d’informations et la chaîne d’énergie :

Tout système automatisé dispose d’une chaîne d’informations (ensemble des éléments du système qui recueillent les informations, les traitent et ordonnent des actions) qui com-mande une chaîne d’énergie (ensemble des éléments permettant d’agir pour obtenir l’effet attendu, par exemple un mouvement,…).

Identifier sous chaque fonction technique de la chaîne d’énergie le ou les éléments du portail coulissant automatisé (maquette) qui la composent.

Acquérir Traiter Transmettre et communiquer

Chaîne d’informations

Chaîne d’informations du portail coulissant automatisé

Fils électriques

Alimenter Distribuer Convertir Transmettre

Chaîne d’énergie

Chaîne d’énergie du portail coulissant automatisé

Fils électriques

Identifier sous chaque fonction technique de la chaîne d’informations le ou les élé-ments du portail coulissant automatisé (maquette) qui la composent.

Quel élément commande le fonctionnement du portail coulissant automatisé ?

_________________________________________________________________

Citer les 2 types de capteurs présents sur la maquette et qui permettent d’acqué-rir des informations :

__________________________________________________________________________________________________________________________________

Que se passe-t-il si les capteurs de position sont « appuyés » ou si le faisceau de lumière infrarouge entre les 2 photocellules de sécurité est interrompu ?

_________________________________________________________________

Thème : L’informatique et la programmation TECHNOLOGIE


II– Programmation du boîtier électronique de commande :

Un programme doit être réalisé afin d’assurer un fonctionnement correct et autonome du portail coulissant.

Ce programme sera ensuite chargé dans le boîtier électronique de commande qui commandera ainsi le fonctionnement du portail.

Dans le cas de notre maquette, le programme de fonctionnement sera réalisé grâce au logiciel PICAXE EDITOR (gratuit et téléchargeable librement à partir de www.a4.fr).

Nous représenterons donc le fonctionnement du portail automatisé sous forme d’organi-gramme, puis, à partir de celui-ci, le logiciel génèrera automatiquement le programme (en lan-gage de programmation BASIC).

Réalisation de l’organigramme (avec PICAXE EDITOR) par l’Homme

Programme (généré automatiquement par

PICAXE EDITOR)

L’organigramme est un schéma représentant toutes les étapes du fonctionnement d’un système (portail automatisé, …, tout système automatisé) et formé de blocs de différentes formes (arrondie, rectangulaire, …) et de liens dessinés entre les blocs.

Un bloc contient le texte d’une instruction du programme.

L’organigramme commence toujours par un début.

A– Branchement du boîtier électronique de commande :

Le boîtier de commande est le « cerveau » du système automatisé ; les différents éléments [capteurs (capteurs de position, boutons poussoir, récepteur infrarouge) et actionneurs (moteur, clignotant, émetteur infrarouge)] y sont reliés afin qu’il commande le fonctionne-ment du portail en fonction du programme enregistré dans sa mémoire.

Les entrées Les sorties

Les capteurs font

entrer (entrées) des

informations dans le

boîtier de com-

mande.

Le boîtier de

commande

traite les

informations

Selon le programme enregistré

dans le boîtier de commande,

des instructions/ordres sont

envoyés (sorties) aux action-

neurs (moteur, clignotant,…).

C.7

C.6

C.5

C.4

C.3

C.2

C.1

C.0

B.7

B.6

B.5

B.4

B.3

B.2

B.1

B.0 B.P. intérieur

B.P. extérieur

Capteur P.O.

Capteur P.F.

Récepteur infrarouge

Moteur

Moteur

Emetteur infrarouge

Clignotant

Remarques : 1/B.P. = Bouton poussoir ; P.F. = Position fermée ; P.O. = Position ouverte. 2/ Pour fermer le portail, B6 = 1 et B7 = 0 ; pour ouvrir le portail, B6 = 0 et B7 = 1



B– Le logiciel PICAXE Editor : Pour créer un lien entre les blocs de l’organigramme

Blocs dont on se servira principalement pour cette leçon : il suffit de

cliquer dessus et de les glisser vers l’organigramme.

Vérifier que la puce électronique que l’on programme

correspond bien à la puce électronique du boîtier de

commande (ici : Puce PICAXE-28X2)

Start

Wait

Outputs

Decision

Un organigramme commence tou-

jours par un début, donc par le bloc

Start

Ce bloc permet de contrôler les

sorties (moteurs, DEL,…)

Ce bloc est le bloc Test. Il teste une

condition logique (une question) à

partir des informations données/

entrées par les capteurs. La ré-

ponse est oui ou non.

Ce bloc est le bloc Délai. Il permet

de mettre une temporisation (un

temps/délai) entre 2 actions.

Pour télécharger le programme

vers le boîtier de commande



C– La programmation :

Programme N° 1 : Dans ton dossier Classe, lance le Programme 1 Portail.

Ce programme se limite à gérer l’ouverture par le bouton-poussoir extérieur et la fer-meture du portail par le bouton-poussoir intérieur, le clignotant s’allumant lors des dé-placements de la barrière.

Observe attentivement la démonstration du professeur. Observe (double-clique sur les blocs), lis, analyse ce programme.

En double-cliquant sur le bloc « BP ext. Actionné ? », je constate que l’entrée C3 est activée (sur « 1 »)

Voir branchement du boîtier de commande Page 13.

En double-cliquant sur le bloc « BP int. Actionné ? », je constate que c’est désormais l’entrée C0 qui est activée (sur « 1 »)

Le fonctionnement du portail selon ce programme présente des inconvénients. Lesquels ?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



Propose une solution pour améliorer le programme N° 1.

Dans un premier temps, tu l’écriras ci-dessous, tu le feras vérifier par ton professeur, puis s’il te l’autorise, tu feras les modifications sur l’ordinateur (tu enregistreras ton tra-vail dans ton dossier classe sous le nom « Programme 1 Portail modifié ») :

Après chargement du programme modifié, vérifier le nouveau fonctionnement du portail.



Programme N° 2 : Dans ton dossier Classe, lance le Programme 2 Portail.

Avec ce programme, le portail s’ouvre dès que l’on appuie sur le bouton poussoir inté-rieur ou extérieur, puis se referme automatiquement au bout de 2 secondes. Lors des déplacements de la barrière, le clignotant s’allume.

Observe attentivement la démonstration du professeur. Observe (double-clique sur les blocs), lis, analyse ce programme. Avec ce programme, le fonctionnement du portail présente un inconvénient. Lequel ?

______________________________________________________________________________________________________________________________________

Modifie le programme de manière à ce que le portail se referme automatiquement non plus au bout de 2 secondes mais au bout de 10 secondes.

Programme N° 3 : Les programmes précédents posent un problème de sécurité. En effet, lors de la fermeture, une personne ou un véhicule peut être percuté par le portail. Comment améliorer la sécurité lors de la fermeture du portail ?

______________________________________________________________________________________________________________________________________

Dans le programme ci-dessous, on a activé l’émetteur infrarouge (B1 en « 1 »). Il faut ajouter le bloc Test « Détection d’une présence ? ». Où placerais-tu ce bloc ? Dessine le à l’endroit adéquate, ainsi que les liens (tu pourras rayer les liens devenus inutiles

Détection présence ? Non

Oui