Exercice Sous-partie 3 - Chaîne d'information · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole 2025 (sujet 2)

Sous-partie 3

Assurer la sécurité des utilisateurs

L'objectif de cette sous-partie est de vérifier que la température du pack de batteries ne dépasse pas les limites autorisées lors du fonctionnement du fauteuil.

Le boîtier de commande permet de donner des informations sur le fauteuil afin qu'il soit utilisé dans les meilleures conditions. La communication entre les différents éléments de sécurité est étudiée.

Un des dispositifs de sécurité du système de commande est l'affichage d'un témoin d'alerte de la température du pack de batteries comme indiqué sur la figure 9. Il permet d'alerter sur les risques de détérioration de la batterie.

La transmission est effectuée par un bus I²C.

La liaison I²C est une communication de type maître-esclave synchrone: elle nécessite un signal d'horloge pour cadencer l'émission des données.

La liaison I²C utilise trois fils:

SDA (Serial DAta line) pour le signal de données;

SCL (Serial CLock line) pour le signal d'horloge;

la masse.

La communication avec le boîtier de commande est schématisée sur la figure 10.

Lors de l'envoi d'un bit, le niveau logique de ce bit est placé sur le signal SDA. Le récepteur peut acquérir le bit lorsque le signal SCL est au niveau logique haut. Un exemple est donné en figure 11.

La trame I²C en figure 12 représente l'envoi d'un octet.

La trame I²C correspondant à une communication entre le maître et l'esclave est donnée sur la figure 13.

Les adresses de la liaison I²C sont sur 7 bits.

Un relevé de la trame I²C est représenté à la figure 14.

Caractéristiques du capteur de température

Les caractéristiques du capteur de température sont les suivantes:

la valeur numérique de sortie est codée sur 8 bits;

la plage de mesure s'étend de $-40\text{ }^\circ\text{C}$ à $85\text{ }^\circ\text{C}$;

la valeur numérique $N$ délivrée par le capteur s'écrit $(N)_{10} = \left\lfloor \frac{\theta}{r} + 82 \right\rfloor$ avec: $\lfloor x \rfloor$ la partie entière de $x$;

$\theta$ la température en $^\circ\text{C}$;

$r$ la résolution du capteur en $^\circ\text{C}$.

Question 1.13

Indiquer, pour la chaîne d'information du document réponse DR2, le type d'information (analogique, logique ou numérique) fourni à la sortie du capteur de température et celui fourni au microprocesseur. En déduire le nom de l'élément permettant de convertir la grandeur électrique afin qu'elle puisse être traitée par le microprocesseur.

Question 1.16

Les caractéristiques du capteur de température sont les suivantes:

la valeur numérique de sortie est codée sur 8 bits;

la plage de mesure s'étend de -40°C à 85°C;

la valeur numérique $N$ délivrée par le capteur s'écrit $(N)_{10} = \lfloor \frac{\theta}{r} + 82 \rfloor$ avec $\lfloor x \rfloor$ la partie entière de $x$, $\theta$ la température en °C et $r$ la résolution du capteur en °C.

Montrer que la résolution $r$ du capteur est de $0,488\text{ °C}$.

Question 1.17

La valeur de la température mesurée est relevée en binaire sur la trame de la figure 14 (donnée dans la sous-partie). Elle vaut $(N)_2 = 11010111$.

Convertir $N$ en décimal puis calculer la valeur de la température mesurée. Analyser cette valeur au regard de l'exigence de sécurité 1.5 du diagramme des exigences.