Portail Automatique

Présentation

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Descriptif

La figure ci-dessus représente la maquette d'un portail automatique coulissant.

Un portail automatique permet d'obstruer ou de libérer un passage de façon automatiquement.

Dans le cas d'un portail coulissant, le vantail (1) se déplace en effectuant une translation, c'est à dire un déplacement latéral.

Un moteur électrique (2) convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.

Le mouvement de rotation du moteur est transmis au vantail par le mécanisme "Pignon / Crémaillère". Le pignon, petite roue dentée, est fixé sur l'axe du moteur. Il entraine la crémaillère (5) qui est fixée au vantail.

Un capteur de fin de course gauche (3) détecte la position complètement ouverte du vantail. De même, un capteur de fin de course droit (4) détecte la position complètement fermée du vantail.

Une carte électronique (7) équipée d'un microcontrôleur programmable gère le fonctionnement. Cette carte est aussi équipée de relais qui distribuent l'énergie électrique au moteur en fonction des ordres du microcontrôleur.

L'utilisateur donne l'ordre de fonctionnement par le bouton poussoir (6). Il remplace ici la télécommande d'un portail réel.

Activité 01

Objectif :

Identifier la fonction d'usage du portail automatique
Associer des solutions techniques à des fonctions techniques

Travail :

Compléter le document en donnant la fonction d'usage du portail automatique.

Compléter le tableau du document en associant des fonctions techniques au solutions techniques repérées dans le tableau.

S'aider pour cela du descriptif ci-dessus

Portail automatique

Fonction d'usage

Solutions techniques

Fonctions techniques

Activité 02

Activité 03

Objectif :

Prendre en main le logiciel de programmation "PicaxeEditor"
Prendre en main la platine de programmation "Power Prog"

Travail :

1. Ecrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un moteur électrique.

Le programme sera écrit sous forme d'organigramme avec le logiciel "PicaxeEditor".

Le moteur doit avoir le comportement suivant :

Tourner dans un sens pendant 2s
S'arrêter pendant 1s
Tourner dans l'autre sens pendant 4s
S'arrêter pendant 1s
Répéter depuis le début indéfiniment

2. Ecrire, mettre au point et exécuter un organigramme commandant un moteur électrique.

Le moteur doit avoir le comportement suivant :

Suite à un appui sur un bouton poussoir, le moteur tourne dans un sens
Suite à un nouvel appui sur le même bouton poussoir, le moteur s'arrête
Suite à un nouvel appui sur le même bouton poussoir, le moteur tourne dans l'autre sens
Répéter depuis le début indéfiniment

Activité 04

Objectif :

Compléter un croquis de câblage des capteurs et actionneurs de la maquette du portail avec la carte électronique Picaxe

Travail :

Compléter le document réponse ci-contre "Portail Automatique - Carte Picaxe - Câblage"

Aide pour compléter le document :

Premier tableau

Première colonne

Donner le nom des trois solutions techniques réalisant la fonction "Acquérir"

Exemple : Bouton poussoir

Deuxième colonne

Donner un nom pour le signal délivré. Ce nom doit être un mnémonique (mot composé de quelques lettres et permettant de rappeler la signification).

Exemple : Nom du signal pour le bouton poussoir : BP

Troisième colonne

Le type de signal (Analogique, binaire ou numérique)

Exemple : Pour BP : Binaire

Deuxième tableau

Pour les trois signaux définis au premier tableau, donner la signification pour chaque valeur du signal.

Exemple : Signal d'entrée : BP, Valeur : 0, Signification : Pas d'appui sur le bouton

Fonction "TRAITER"

Noter sur les trois flèches entrantes le nom des trois signaux entrants.

Noter sur la flèche de sortie, le nom du signal de sortie qui commandera le moteur : Mot

Câblage carte Picaxe

Les trois capteurs doivent être connectés sur trois entrées logiques de votre choix.

Les capteurs de fin de course ont trois bornes : COM, NO et NC. Seules les deux bornes COM et NO seront connectés.

Les noms des signaux seront notés à gauche des capteurs.

Le moteur sera connecté sur les bornes "A"

Troisième tableau

Pour chacun des trois signaux d'entrée, noter le numéro de l'entrée de la carte Picaxe sur laquelle ils sont connectés.

Valeurs possibles du signal de sortie Mot :

Noter les trois ordres possibles en commençant par un verbe à l'infinitif.

Exemple : Ouvrir vantail

Portail automatique

Carte Picaxe

Câblage

Activité 05

Objectif :

Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant le portail automatique et vérifier le comportement attendu

Travail :

Tracer sur une feuille l'organigramme correspondant au fonctionnement attendu du portail automatique, décrit ci-dessous.
Saisir l'organigramme avec le logiciel "LOGICATOR" et vérifier le fonctionnement par simulation.
Effectuer le câblage et la programmation de la carte "PICAXE" et vérifier le comportement réel de la maquette du portail automatique.

Remarque :

Le travail demandé (1, 2 et 3) peut se faire étape par étape (voir étapes du fonctionnement attendu). Ceci permet en plus de simplifier la recherche, de valider un premier organigramme avant de passer au suivant. La recherche d'erreurs est elle aussi simplifiée.

Fonctionnement attendu du portail automatique :

Etape 1

Le vantail doit se fermer puis s'arrêter lorsqu'il est complètement fermé.

Etape 2

Dès que l'utilisateur appuie sur le bouton poussoir le vantail doit s'ouvrir.

Lorsque le vantail est complètement ouvert, il doit s'arrêter.

Etape 3

Ensuite une pause de 5 secondes doit se réaliser avant de débuter la fermeture automatique du vantail.

Le vantail doit s'arrêter lorsqu'il est complètement fermé.

Ce cycle d'ouverture et de fermeture reprend lorsque le bouton poussoir est de nouveau actionné.

Remarque :

Un appui sur le bouton poussoir pendant le cycle d'ouverture ou de fermeture ne doit pas avoir d'incidence sur le fonctionnement.

Activité 06

Objectif :

Rédiger un cahier des charges à destination d'un artiste afin d'améliorer le design du vantail

Présentation :

On souhaite améliorer le design du vantail du portail automatique. Pour cela on confie la création d'un motif décoratif à un artiste renommé. Mais l'artiste aura des contraintes. Il devra proposer une œuvre pour la maquette du vantail. Il devra aussi tenir compte du procédé de création du motif sur le vantail : opération de fraisage.

Consignes :

Observe bien les informations données ci-dessous sous forme de carte mentale afin de réussir ton travail.

Remarque sur le fraisage :

Le fraisage est un usinage de la matière avec une fraise, ou une pointe à graver, qui va se déplacer suivant un tracé dessiné et à une profondeur défini. Le déplacement de la fraise par rapport au trait peut se faire de plusieurs façons :

en suivant le trait (fraise centrée sur le trait)
en contournant le trait à l'intérieur
en contournant le trait à l'extérieur
en cycle de poche