Épreuve U41 - BTS Systèmes électronique - juin 2015 - Eduscol

[pic] ÉPREUVE E4
Étude d'un Système
Technique Unité
U4-1
ÉLECTRO
NIQUE SESSION 2015 Durée
: 4
heure
s
Coeff
icien
t :
4
Matériel autorisé :
Toutes les calculatrices
de poche y compris les
calculatrices
programmables
alphanumériques ou à
écran graphique à
condition que leur
fonctionnement soit
autonome et qu'il ne
soit pas fait usage
d'imprimante.
(Circulaire 99-186 du
16/11/99).
Tout autre matériel est
interdit.
Documents à rendre avec la
copie : Documents réponse
...........................
.......................
BR1 à BR4
Ce sujet comporte : A- Analyse
fonctionnelle du
système : A1 à A4
B- Sujet :
Questionnaire
: B1 à B6
Documents
réponse :
BR1 à BR4
Documentation
: BAN1 à BAN16 |15SEE4EL1 |Étude d'un Système Technique|Session |
| | |2015 |
| |E-41 ÉLECTRONIQUE | |
Présentation du système de surveillance de viabilité hivernale.
Mise en situation
Le système de surveillance de viabilité hivernale, support de l'étude,
s'appuie sur une station météorologique capable de transmettre des alertes
et d'être interrogée à distance.
Les principaux utilisateurs du système sont :
- les Préfectures,
- les services de l'Équipement,
- les collectivités territoriales,
- les exploitants autoroutiers,
- les usagers de la route. Le système permet, en temps réel, de connaître les conditions climatiques
de circulation.
Les paramètres météorologiques surveillés sont principalement :
- les températures (de l'air ou du sol),
- la pression atmosphérique,
- la vitesse et la direction du vent. SMIR = Station Météorologique Interrogeable à
Distance
La station météorologique, équipée de capteurs passifs (anémomètre,
girouette) ou intelligents (détecteur de verglas), est dotée d'une
capacité de traitement (calcul du point de rosée pour l'émission d'une
alerte sur la formation de nappes de brouillard).
1. Architecture globale du système de surveillance de viabilité
hivernale.
|BTS SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES - Étude d'un Système Technique |Session 2015|
|U4.1 - Électronique - Analyse |15SEE4EL1 |Page : A1/4 |
|Fonctionnelle | | |
2. Description fonctionnelle du système de surveillance de viabilité
hivernale Humidité Température Sol Température Air Vitesse Vent Direction Vent Demandes Mesures
[pic] Mesures
Données climatiques mises à jour Demandes Info Météo [pic]
Données de Supervision distante
Données de maintenance
Informations Météo La station météorologique répond à trois grandes fonctionnalités :
? Acquisition des paramètres météorologiques :
Les grandeurs environnementales issues des capteurs sont collectées
sur une 1ère carte électronique (réf visi75) qui communique ces
grandeurs, à la demande, par liaison RS485. ? Traitement des données météorologiques :
Les données collectées sont traitées et interprétées afin de savoir si
elles peuvent donner lieu à des déclenchements d'alertes. Ces alertes
sont transmises par liaison Radio Fréquence vers un poste de
supervision distant. Une seconde carte électronique (réf visi37)
considérée comme le c?ur du système répond à cette fonctionnalité. ? Communication par le Réseau Téléphonique Commuté (RTC) :
Les usagers de la route peuvent, en composant le numéro de téléphone
attribué à la station, obtenir en temps réel les conditions
climatiques du lieu d'implantation de cette dernière. Une troisième
carte électronique (réf visi79) réalise cette fonctionnalité en
intégrant le dispositif de messagerie vocale. Remarque : la maintenance locale de la station est assurée par la
connexion via une liaison RS232 d'un ordinateur portable. La photo ci-dessous permet de distinguer l'assemblage des trois cartes
électroniques de la station dans son coffret.
visi37
vi |BTS SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES - Étude d'un Système Technique |Session 2015|
|U4.1 - Électronique - Analyse |15SEE4EL1 |Page : A2/4 |
|Fonctionnelle | | |
VCC = 5V |BTS SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES - Étude d'un |Session |
|Système Technique |2015 |
|U4.1 - Électronique - |15SEE4EL1 |Page : |
|Analyse Fonctionnelle | |A3/4 | VCC = 5V
|BTS SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES - Étude d'un |Session |
|Système Technique |2015 |
|U4.1 - Électronique - |15SEE4EL1 |Page : |
|Analyse Fonctionnelle | |A4/4 |
SUJET Les quatre parties du sujet sont indépendantes. Les réponses aux
questions sont à rendre sur feuilles d'examen. Les documents réponse BR1 à
BR4 sont à remettre dans tous les cas avec votre copie même si vous n'y
avez pas répondu.
Partie A : Acquisition de la température de la chaussée Cette première partie du sujet porte sur les modes de mesures employés par
la carte Visi75 et plus précisément sur l'acquisition de la température de
la chaussée.
Le système devant émettre une alerte lorsque celle-ci devient négative, une
sonde de type Pt100 4 fils est enfouie dans la chaussée et noyée dans une
résine spéciale.
L'étendue de mesure est jugée suffisante de -50 °C à +100 °C, la précision
doit être de
±0,5 °C.
Le traitement de cette partie renvoie aux documents BAN2 à BAN6. Le concepteur du système a choisi comme capteur de température une sonde
platine Pt100 4 fils (document BAN2). Q1. Choisir, parmi les montages proposés dans la documentation, le
branchement de cette sonde au bornier X2 de la carte visi75 (voir schéma
dans le dossier de présentation document A3).
Parmi les choix de sondes possibles, il a été préféré une sonde Pt100 de
classe A. Q2. Indiquer les tolérances garanties sur la gamme de mesure.
Justifier cette préférence à une sonde de classe B pourtant moins
onéreuse.
Afin d'obtenir une mesure plus précise, la méthode dite « mesure de Kelvin
» a été utilisée. Un générateur de courant est donc nécessaire. Q3. Identifier sur le schéma structurel (dossier présentation document A3)
le composant intégrant cette fonction. Préciser, en vous référant à la
documentation du constructeur, la valeur du courant généré.
Q4. Préciser l'état des interrupteurs analogiques U1B et U1C permettant
d'alimenter la sonde. Sur la plage de mesure considérée, il est jugé possible de se limiter à une
expression de second degré pour la relation entre la résistance Pt100 et la
température. Q5. Exprimer, à l'aide du document BAN2, la relation liant Rt à
la température et c