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Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg – Session 2008 BTS Systèmes électroniques Page 1 sur 57 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 : 2008 Lycée ou Centre de formation : Louis Couffignal Ville : STRASBOURG N° du projet : 1 Nom du projet : VAE – Vélo à Assistance Electrique Rappel / décomposition du projet : Nb. d'étudiants concernés sur 14 Projet N° 1 – 1 : Contrôleur de moteur "brushless" pour VAE 5 Projet N° 1 – 2 : B.M.S. – Battery Management System (pour batterie "LiPo") 3 Projet N° 1 – 3 : Tableau de bord du vélo 3 Projet N° 1 – 4 : Chargeur de batterie "LiPo" 3 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 : HENTZ Rodolphe ................. professeur électronique physique appliquée M : HAESSIG Dominique ........... professeur électronique physique appliquée Statut des étudiants Candidats scolarisés : en temps plein en alternance Constitution de l'équipe de projet : Ensemble de la section Etudiant E1 : Etudiant E2 : Collaborateurs de l’entreprise : Fonction/nom : Fonction/nom : Fonction/nom : 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 : VELECTRIS – www.velectris.com Adresse de l'entreprise : 143, rue Eugène Schneider 13320 BOUC BEL AIR Responsable de l’entreprise : Pascal NUTI Chef de projet ou contact dans l'entreprise : Pascal NUTI Tél. : 0 872 319 723 Courriel : [email protected]

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 1 sur 57

BTS SYSTEMES ELECTRONIQUES

E 6-2 ndash PROJET TECHNIQUE

DOSSIER DE PRESENTATION ET DEVALIDATION DU SUJET DE PROJET

Groupement acadeacutemique Nancy Metz Reims Strasbourg Session 2008

Lyceacutee ou Centre de formation Louis Couffignal

Ville STRASBOURG

Ndeg du projet 1 Nom du projet VAE ndash Veacutelo agrave Assistance Electrique

Rappel deacutecomposition du projet Nb deacutetudiants concerneacutes sur 14

Projet Ndeg 1 ndash 1 Controcircleur de moteur brushless pour VAE 5

Projet Ndeg 1 ndash 2 BMS ndash Battery Management System (pour batterie LiPo) 3

Projet Ndeg 1 ndash 3 Tableau de bord du veacutelo 3

Projet Ndeg 1 ndash 4 Chargeur de batterie LiPo 3

1 Preacutesentation et situation du projet dans son environnement11 Contexte de reacutealisationProjet proposeacute et suivi par M CREMMEL Marcel professeur eacutelectronique physique appliqueacutee

M HENTZ Rodolphe professeur eacutelectronique physique appliqueacutee

M HAESSIG Dominique professeur eacutelectronique physique appliqueacuteeStatut des eacutetudiants

Candidats scolariseacutes en temps plein en alternanceen alternance

Constitution de leacutequipe de projet Ensemble de la sectionEtudiant E1 Etudiant E2

Collaborateurs de lrsquoentreprise Fonctionnom Fonctionnom Fonctionnom

Projet deacuteveloppeacute au lyceacutee ou en centre de formation en entreprise mixte

Type de client ou donneurdrsquoordre

Entreprise partenaire oui non

Origine du projet - ideacutee lyceacutee entreprise - cahier des charges lyceacutee entreprise

Suivi du projet lyceacutee entreprise

Si le projet est deacuteveloppeacuteen partenariat avec uneentreprise

Nom de lentreprise VELECTRIS ndash wwwvelectriscom

Adresse de lentreprise 143 rue Eugegravene Schneider 13320 BOUC BEL AIR

Responsable de lrsquoentreprise Pascal NUTI

Chef de projet ou contact dans lentreprise Pascal NUTI

Teacutel 0 872 319 723 Courriel infovelectriscom

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Budget alloueacute Montant

Origine du financement Etablissement eacutevalueacute agrave 1000euro

Entreprise fourniture dun kit VAE controcircleur batterie LiPo et moteur BLDC

Autre

12 Situation du projetDans quel(s) champ(s) technologique(s) sinsegravere le projetagrave eacutetudier

Teacuteleacutecommunication teacuteleacutephonie et reacuteseaux teacuteleacutephoniques

Informatique teacuteleacutematique et bureautique

Multimeacutedia son et image radio et teacuteleacutediffusion

Electronique embarqueacutee

Electronique meacutedicale

Mesure instrumentation et micro-systegravemes

Automatique et robotique

Production eacutelectronique

13 Objectifs professionnels du projet

Domaines dActiviteacutes Professionnelles abordeacutes et deacuteveloppeacutes avec le projet (cf le Reacutefeacuterentiel des Activiteacutes Professionnelles)

Etude et deacuteveloppement Oui

Etude technique Oui

Qualiteacute et controcircle Oui

Inteacutegration

Maintenance

Production Oui

Suivi drsquoaffaires Oui

Relation client-fournisseur Oui

Coopeacuterer et communiquer en langue franccedilaise et langue anglaise Oui

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2 Preacutesentation du projetLe projet est constitueacute dun ensemble dobjets techniques qui installeacutes sur un veacutelo traditionnel letransforme en Veacutelo agrave Assistance Electrique ou VAE

Ces OT sont Un moteur de type brushless agrave aimants permanents monteacute dans le moyeu de la roue avant

avec un nombre de pocircles eacuteleveacutes (40) permettant de se passer de reacuteducteur meacutecaniqueCe moteur est construit par une socieacuteteacute chinoise sur les speacutecifications de VELECTRISlentreprise partenaire Il est fourni monteacute dans une jante de veacutelo

Un controcircleur (ou variateur) adapteacute agrave ce moteur Un tableau de bord agrave fixer sur le guidon Une batterie daccumulateurs lithium-polymegravere eacutequipeacutee dun module de controcircle (BMS) Un chargeur de batterie

Session 2007 Les eacutetudiants de la session 2007 ont deacutejagrave travailleacute sur ce projet Leurs travaux ont permis agrave la socieacuteteacutepartenaire de reacutealiser une premiegravere seacuterie de prototypes du controcircleur et du tableau de bord Ils ont eacuteteacuteconfieacutes agrave quelques clients de Velectris pour valider les fonctions de service Lessentiel donnesatisfaction mais certains points sont agrave corriger la fiabiliteacute du controcircleur est meacutediocre les deacutefaillances du module de commande du moteur sont

trop freacutequentes lheure du tableau de bord est perdue agrave la deacuteconnexion du controcircleur (le tableau de bord ne

comporte pas de pile de sauvegarde pour des raisons de consommation)

Les travaux sur le BMS nont pas abouti agrave des reacutesultats exploitables pour la reacutealisation dun prototypeLe chargeur na pas eacuteteacute traiteacute en 2007

Session 2008 Les eacutetudiants sont chargeacutes de valider les solutions aux deacutefauts constateacutes sur le controcircleur et le tableau de bord valider les structures du BMS et du chargeur de batterie

Les activiteacutes associeacutees sont mise agrave jour technologique adapter les scheacutemas structurels avec les nouvelles solutions proposeacutees valider ces nouvelles structures par des tests sur une maquette

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3 Cahier des charges fonctionnel31 Expression du besoin

Situation actuelle La socieacuteteacute VELECTRIS commercialise des kits d assistance eacutelectrique agrave monter par le client sur sonpropre veacutelo Le kit est constitueacute dun moteur moyeu de type brushless agrave aimants permanents

du prototype du nouveau controcircleur Ki

du prototype du tableau de bord Veacuteo

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dune batterie daccumulateurs lithium polymegravere de 36V (10 eacuteleacutements) et 8Ah de 155kg eacutequipeacuteedun BMS

dun lot daccessoires comportant notamment un capteur de peacutedalage et une poigneacutee dacceacuteleacuterationagrave effet Hall

dun chargeur de batterie LiPo de fabrication chinoise

Le controcircleur est conforme agrave la leacutegislation franccedilaise (directive 200224CE du parlement europeacuteen) quilimite la puissance eacutelectrique agrave 250W et ne fournit de lassistance que si le cycliste peacutedale et la vitesseest infeacuterieure agrave 25kmh

Evolution des produits M Pascal NUTI Pdg de la socieacuteteacute souhaite agrave la demande de ses clients une eacutevolution des fonctions deservice ainsi quune mise agrave jour technologique de certains de ces produitsLes nouvelles fonctions de service agrave ajouter au prototype actuel sont en caractegraveres grasFonctions de service du controcircleur Pour le client Fonctionnement en assistance au peacutedalage et ou en propulsion conformeacutement agrave la leacutegislation

du pays Choix du profil dassistance Normal le controcircleur privileacutegie lautonomie Boost lassistance est maximum

Freinage par reacutecupeacuteration dosable Commande par poigneacutee inverseacutee au guidon gauche ou parles leviers de frein eacutequipeacutes de capteurs

BMS

Les 10 eacuteleacutements

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Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste (vitesse distanceparcourue eacutetat de la batterie etc)

Antivol par clef codeacutee (court-circuit du moteur) Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Indicateur sonore en cas danomalie Indice de protection IP53 Connexion dun module GPS agrave liaison seacuterie Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card amovible Chaque

seconde sont sauvegardeacutees dans un fichier binaire les coordonneacutees GPS les tensions etcourant batterie ainsi que lheure La date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PC

Pour le service technique de lentreprise le tableau de bord ou un logiciel sur PC permet de fixerles paramegravetres du controcircleur et de controcircler le fonctionnement du moteur (si connecteacute) sans ouvrirle boicirctier Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou propulsion agrave

100 vitesse maximum etc (voir directive 200224CE) Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par reacutecupeacuteration

leviers de frein capteur de couple tableau de bord Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement vitesse et courants moteur tension et courant

batterie Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

Fonctions de service du tableau de bord Pour le client Accessoire optionnel du controcircleur Affichage vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz

possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours et indicateurs deprofils dassistance et dantivol

Reacutetro-eacuteclairage monostable sur commande Commandes MA choix du profil eacuteclairage raz compteur partiel mise agrave lheure de lhorloge Parameacutetrages diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie heure Indice de protection IP53 Autonomie de la pile supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeur

Fonctions de service de lensemble batterie ndash BMS Leacuteleacutement le plus fragile du kit VAE est la batterie au lithium En effet avec le modegravele actuel denombreux clients constatent des deacutefaillances pendant la peacuteriode de garantie et renvoient la batteriepour un eacutechangeCela nuit aux finances de la socieacuteteacute et aussi agrave son imageCes deacutefaillances sont dues agrave une mauvaise surveillance des eacuteleacutements de la batterie pendant la charge etla deacutechargeLes packs vendus par VELECTRIS sont eacutequipeacutes dun BMS (Battery Management System) conccedilu parle fabricant des batteries KOKAM Cette socieacuteteacute chinoise admet les imperfections de son BMS et estprecircte agrave acheter le design de la nouvelle version pour linteacutegrer dans ses packs

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 11 sur 57

4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 12 sur 57

BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 14 sur 57

DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 16 sur 57

42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 28 sur 57

FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 29 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 30 sur 57

52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Budget alloueacute Montant

Origine du financement Etablissement eacutevalueacute agrave 1000euro

Entreprise fourniture dun kit VAE controcircleur batterie LiPo et moteur BLDC

Autre

12 Situation du projetDans quel(s) champ(s) technologique(s) sinsegravere le projetagrave eacutetudier

Teacuteleacutecommunication teacuteleacutephonie et reacuteseaux teacuteleacutephoniques

Informatique teacuteleacutematique et bureautique

Multimeacutedia son et image radio et teacuteleacutediffusion

Electronique embarqueacutee

Electronique meacutedicale

Mesure instrumentation et micro-systegravemes

Automatique et robotique

Production eacutelectronique

13 Objectifs professionnels du projet

Domaines dActiviteacutes Professionnelles abordeacutes et deacuteveloppeacutes avec le projet (cf le Reacutefeacuterentiel des Activiteacutes Professionnelles)

Etude et deacuteveloppement Oui

Etude technique Oui

Qualiteacute et controcircle Oui

Inteacutegration

Maintenance

Production Oui

Suivi drsquoaffaires Oui

Relation client-fournisseur Oui

Coopeacuterer et communiquer en langue franccedilaise et langue anglaise Oui

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2 Preacutesentation du projetLe projet est constitueacute dun ensemble dobjets techniques qui installeacutes sur un veacutelo traditionnel letransforme en Veacutelo agrave Assistance Electrique ou VAE

Ces OT sont Un moteur de type brushless agrave aimants permanents monteacute dans le moyeu de la roue avant

avec un nombre de pocircles eacuteleveacutes (40) permettant de se passer de reacuteducteur meacutecaniqueCe moteur est construit par une socieacuteteacute chinoise sur les speacutecifications de VELECTRISlentreprise partenaire Il est fourni monteacute dans une jante de veacutelo

Un controcircleur (ou variateur) adapteacute agrave ce moteur Un tableau de bord agrave fixer sur le guidon Une batterie daccumulateurs lithium-polymegravere eacutequipeacutee dun module de controcircle (BMS) Un chargeur de batterie

Session 2007 Les eacutetudiants de la session 2007 ont deacutejagrave travailleacute sur ce projet Leurs travaux ont permis agrave la socieacuteteacutepartenaire de reacutealiser une premiegravere seacuterie de prototypes du controcircleur et du tableau de bord Ils ont eacuteteacuteconfieacutes agrave quelques clients de Velectris pour valider les fonctions de service Lessentiel donnesatisfaction mais certains points sont agrave corriger la fiabiliteacute du controcircleur est meacutediocre les deacutefaillances du module de commande du moteur sont

trop freacutequentes lheure du tableau de bord est perdue agrave la deacuteconnexion du controcircleur (le tableau de bord ne

comporte pas de pile de sauvegarde pour des raisons de consommation)

Les travaux sur le BMS nont pas abouti agrave des reacutesultats exploitables pour la reacutealisation dun prototypeLe chargeur na pas eacuteteacute traiteacute en 2007

Session 2008 Les eacutetudiants sont chargeacutes de valider les solutions aux deacutefauts constateacutes sur le controcircleur et le tableau de bord valider les structures du BMS et du chargeur de batterie

Les activiteacutes associeacutees sont mise agrave jour technologique adapter les scheacutemas structurels avec les nouvelles solutions proposeacutees valider ces nouvelles structures par des tests sur une maquette

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3 Cahier des charges fonctionnel31 Expression du besoin

Situation actuelle La socieacuteteacute VELECTRIS commercialise des kits d assistance eacutelectrique agrave monter par le client sur sonpropre veacutelo Le kit est constitueacute dun moteur moyeu de type brushless agrave aimants permanents

du prototype du nouveau controcircleur Ki

du prototype du tableau de bord Veacuteo

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dune batterie daccumulateurs lithium polymegravere de 36V (10 eacuteleacutements) et 8Ah de 155kg eacutequipeacuteedun BMS

dun lot daccessoires comportant notamment un capteur de peacutedalage et une poigneacutee dacceacuteleacuterationagrave effet Hall

dun chargeur de batterie LiPo de fabrication chinoise

Le controcircleur est conforme agrave la leacutegislation franccedilaise (directive 200224CE du parlement europeacuteen) quilimite la puissance eacutelectrique agrave 250W et ne fournit de lassistance que si le cycliste peacutedale et la vitesseest infeacuterieure agrave 25kmh

Evolution des produits M Pascal NUTI Pdg de la socieacuteteacute souhaite agrave la demande de ses clients une eacutevolution des fonctions deservice ainsi quune mise agrave jour technologique de certains de ces produitsLes nouvelles fonctions de service agrave ajouter au prototype actuel sont en caractegraveres grasFonctions de service du controcircleur Pour le client Fonctionnement en assistance au peacutedalage et ou en propulsion conformeacutement agrave la leacutegislation

du pays Choix du profil dassistance Normal le controcircleur privileacutegie lautonomie Boost lassistance est maximum

Freinage par reacutecupeacuteration dosable Commande par poigneacutee inverseacutee au guidon gauche ou parles leviers de frein eacutequipeacutes de capteurs

BMS

Les 10 eacuteleacutements

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Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste (vitesse distanceparcourue eacutetat de la batterie etc)

Antivol par clef codeacutee (court-circuit du moteur) Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Indicateur sonore en cas danomalie Indice de protection IP53 Connexion dun module GPS agrave liaison seacuterie Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card amovible Chaque

seconde sont sauvegardeacutees dans un fichier binaire les coordonneacutees GPS les tensions etcourant batterie ainsi que lheure La date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PC

Pour le service technique de lentreprise le tableau de bord ou un logiciel sur PC permet de fixerles paramegravetres du controcircleur et de controcircler le fonctionnement du moteur (si connecteacute) sans ouvrirle boicirctier Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou propulsion agrave

100 vitesse maximum etc (voir directive 200224CE) Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par reacutecupeacuteration

leviers de frein capteur de couple tableau de bord Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement vitesse et courants moteur tension et courant

batterie Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

Fonctions de service du tableau de bord Pour le client Accessoire optionnel du controcircleur Affichage vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz

possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours et indicateurs deprofils dassistance et dantivol

Reacutetro-eacuteclairage monostable sur commande Commandes MA choix du profil eacuteclairage raz compteur partiel mise agrave lheure de lhorloge Parameacutetrages diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie heure Indice de protection IP53 Autonomie de la pile supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeur

Fonctions de service de lensemble batterie ndash BMS Leacuteleacutement le plus fragile du kit VAE est la batterie au lithium En effet avec le modegravele actuel denombreux clients constatent des deacutefaillances pendant la peacuteriode de garantie et renvoient la batteriepour un eacutechangeCela nuit aux finances de la socieacuteteacute et aussi agrave son imageCes deacutefaillances sont dues agrave une mauvaise surveillance des eacuteleacutements de la batterie pendant la charge etla deacutechargeLes packs vendus par VELECTRIS sont eacutequipeacutes dun BMS (Battery Management System) conccedilu parle fabricant des batteries KOKAM Cette socieacuteteacute chinoise admet les imperfections de son BMS et estprecircte agrave acheter le design de la nouvelle version pour linteacutegrer dans ses packs

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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2 Preacutesentation du projetLe projet est constitueacute dun ensemble dobjets techniques qui installeacutes sur un veacutelo traditionnel letransforme en Veacutelo agrave Assistance Electrique ou VAE

Ces OT sont Un moteur de type brushless agrave aimants permanents monteacute dans le moyeu de la roue avant

avec un nombre de pocircles eacuteleveacutes (40) permettant de se passer de reacuteducteur meacutecaniqueCe moteur est construit par une socieacuteteacute chinoise sur les speacutecifications de VELECTRISlentreprise partenaire Il est fourni monteacute dans une jante de veacutelo

Un controcircleur (ou variateur) adapteacute agrave ce moteur Un tableau de bord agrave fixer sur le guidon Une batterie daccumulateurs lithium-polymegravere eacutequipeacutee dun module de controcircle (BMS) Un chargeur de batterie

Session 2007 Les eacutetudiants de la session 2007 ont deacutejagrave travailleacute sur ce projet Leurs travaux ont permis agrave la socieacuteteacutepartenaire de reacutealiser une premiegravere seacuterie de prototypes du controcircleur et du tableau de bord Ils ont eacuteteacuteconfieacutes agrave quelques clients de Velectris pour valider les fonctions de service Lessentiel donnesatisfaction mais certains points sont agrave corriger la fiabiliteacute du controcircleur est meacutediocre les deacutefaillances du module de commande du moteur sont

trop freacutequentes lheure du tableau de bord est perdue agrave la deacuteconnexion du controcircleur (le tableau de bord ne

comporte pas de pile de sauvegarde pour des raisons de consommation)

Les travaux sur le BMS nont pas abouti agrave des reacutesultats exploitables pour la reacutealisation dun prototypeLe chargeur na pas eacuteteacute traiteacute en 2007

Session 2008 Les eacutetudiants sont chargeacutes de valider les solutions aux deacutefauts constateacutes sur le controcircleur et le tableau de bord valider les structures du BMS et du chargeur de batterie

Les activiteacutes associeacutees sont mise agrave jour technologique adapter les scheacutemas structurels avec les nouvelles solutions proposeacutees valider ces nouvelles structures par des tests sur une maquette

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3 Cahier des charges fonctionnel31 Expression du besoin

Situation actuelle La socieacuteteacute VELECTRIS commercialise des kits d assistance eacutelectrique agrave monter par le client sur sonpropre veacutelo Le kit est constitueacute dun moteur moyeu de type brushless agrave aimants permanents

du prototype du nouveau controcircleur Ki

du prototype du tableau de bord Veacuteo

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dune batterie daccumulateurs lithium polymegravere de 36V (10 eacuteleacutements) et 8Ah de 155kg eacutequipeacuteedun BMS

dun lot daccessoires comportant notamment un capteur de peacutedalage et une poigneacutee dacceacuteleacuterationagrave effet Hall

dun chargeur de batterie LiPo de fabrication chinoise

Le controcircleur est conforme agrave la leacutegislation franccedilaise (directive 200224CE du parlement europeacuteen) quilimite la puissance eacutelectrique agrave 250W et ne fournit de lassistance que si le cycliste peacutedale et la vitesseest infeacuterieure agrave 25kmh

Evolution des produits M Pascal NUTI Pdg de la socieacuteteacute souhaite agrave la demande de ses clients une eacutevolution des fonctions deservice ainsi quune mise agrave jour technologique de certains de ces produitsLes nouvelles fonctions de service agrave ajouter au prototype actuel sont en caractegraveres grasFonctions de service du controcircleur Pour le client Fonctionnement en assistance au peacutedalage et ou en propulsion conformeacutement agrave la leacutegislation

du pays Choix du profil dassistance Normal le controcircleur privileacutegie lautonomie Boost lassistance est maximum

Freinage par reacutecupeacuteration dosable Commande par poigneacutee inverseacutee au guidon gauche ou parles leviers de frein eacutequipeacutes de capteurs

BMS

Les 10 eacuteleacutements

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Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste (vitesse distanceparcourue eacutetat de la batterie etc)

Antivol par clef codeacutee (court-circuit du moteur) Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Indicateur sonore en cas danomalie Indice de protection IP53 Connexion dun module GPS agrave liaison seacuterie Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card amovible Chaque

seconde sont sauvegardeacutees dans un fichier binaire les coordonneacutees GPS les tensions etcourant batterie ainsi que lheure La date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PC

Pour le service technique de lentreprise le tableau de bord ou un logiciel sur PC permet de fixerles paramegravetres du controcircleur et de controcircler le fonctionnement du moteur (si connecteacute) sans ouvrirle boicirctier Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou propulsion agrave

100 vitesse maximum etc (voir directive 200224CE) Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par reacutecupeacuteration

leviers de frein capteur de couple tableau de bord Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement vitesse et courants moteur tension et courant

batterie Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

Fonctions de service du tableau de bord Pour le client Accessoire optionnel du controcircleur Affichage vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz

possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours et indicateurs deprofils dassistance et dantivol

Reacutetro-eacuteclairage monostable sur commande Commandes MA choix du profil eacuteclairage raz compteur partiel mise agrave lheure de lhorloge Parameacutetrages diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie heure Indice de protection IP53 Autonomie de la pile supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeur

Fonctions de service de lensemble batterie ndash BMS Leacuteleacutement le plus fragile du kit VAE est la batterie au lithium En effet avec le modegravele actuel denombreux clients constatent des deacutefaillances pendant la peacuteriode de garantie et renvoient la batteriepour un eacutechangeCela nuit aux finances de la socieacuteteacute et aussi agrave son imageCes deacutefaillances sont dues agrave une mauvaise surveillance des eacuteleacutements de la batterie pendant la charge etla deacutechargeLes packs vendus par VELECTRIS sont eacutequipeacutes dun BMS (Battery Management System) conccedilu parle fabricant des batteries KOKAM Cette socieacuteteacute chinoise admet les imperfections de son BMS et estprecircte agrave acheter le design de la nouvelle version pour linteacutegrer dans ses packs

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 14 sur 57

DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 28 sur 57

FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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3 Cahier des charges fonctionnel31 Expression du besoin

Situation actuelle La socieacuteteacute VELECTRIS commercialise des kits d assistance eacutelectrique agrave monter par le client sur sonpropre veacutelo Le kit est constitueacute dun moteur moyeu de type brushless agrave aimants permanents

du prototype du nouveau controcircleur Ki

du prototype du tableau de bord Veacuteo

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dune batterie daccumulateurs lithium polymegravere de 36V (10 eacuteleacutements) et 8Ah de 155kg eacutequipeacuteedun BMS

dun lot daccessoires comportant notamment un capteur de peacutedalage et une poigneacutee dacceacuteleacuterationagrave effet Hall

dun chargeur de batterie LiPo de fabrication chinoise

Le controcircleur est conforme agrave la leacutegislation franccedilaise (directive 200224CE du parlement europeacuteen) quilimite la puissance eacutelectrique agrave 250W et ne fournit de lassistance que si le cycliste peacutedale et la vitesseest infeacuterieure agrave 25kmh

Evolution des produits M Pascal NUTI Pdg de la socieacuteteacute souhaite agrave la demande de ses clients une eacutevolution des fonctions deservice ainsi quune mise agrave jour technologique de certains de ces produitsLes nouvelles fonctions de service agrave ajouter au prototype actuel sont en caractegraveres grasFonctions de service du controcircleur Pour le client Fonctionnement en assistance au peacutedalage et ou en propulsion conformeacutement agrave la leacutegislation

du pays Choix du profil dassistance Normal le controcircleur privileacutegie lautonomie Boost lassistance est maximum

Freinage par reacutecupeacuteration dosable Commande par poigneacutee inverseacutee au guidon gauche ou parles leviers de frein eacutequipeacutes de capteurs

BMS

Les 10 eacuteleacutements

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Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste (vitesse distanceparcourue eacutetat de la batterie etc)

Antivol par clef codeacutee (court-circuit du moteur) Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Indicateur sonore en cas danomalie Indice de protection IP53 Connexion dun module GPS agrave liaison seacuterie Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card amovible Chaque

seconde sont sauvegardeacutees dans un fichier binaire les coordonneacutees GPS les tensions etcourant batterie ainsi que lheure La date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PC

Pour le service technique de lentreprise le tableau de bord ou un logiciel sur PC permet de fixerles paramegravetres du controcircleur et de controcircler le fonctionnement du moteur (si connecteacute) sans ouvrirle boicirctier Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou propulsion agrave

100 vitesse maximum etc (voir directive 200224CE) Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par reacutecupeacuteration

leviers de frein capteur de couple tableau de bord Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement vitesse et courants moteur tension et courant

batterie Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

Fonctions de service du tableau de bord Pour le client Accessoire optionnel du controcircleur Affichage vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz

possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours et indicateurs deprofils dassistance et dantivol

Reacutetro-eacuteclairage monostable sur commande Commandes MA choix du profil eacuteclairage raz compteur partiel mise agrave lheure de lhorloge Parameacutetrages diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie heure Indice de protection IP53 Autonomie de la pile supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeur

Fonctions de service de lensemble batterie ndash BMS Leacuteleacutement le plus fragile du kit VAE est la batterie au lithium En effet avec le modegravele actuel denombreux clients constatent des deacutefaillances pendant la peacuteriode de garantie et renvoient la batteriepour un eacutechangeCela nuit aux finances de la socieacuteteacute et aussi agrave son imageCes deacutefaillances sont dues agrave une mauvaise surveillance des eacuteleacutements de la batterie pendant la charge etla deacutechargeLes packs vendus par VELECTRIS sont eacutequipeacutes dun BMS (Battery Management System) conccedilu parle fabricant des batteries KOKAM Cette socieacuteteacute chinoise admet les imperfections de son BMS et estprecircte agrave acheter le design de la nouvelle version pour linteacutegrer dans ses packs

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 14 sur 57

DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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cheacutem

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Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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dune batterie daccumulateurs lithium polymegravere de 36V (10 eacuteleacutements) et 8Ah de 155kg eacutequipeacuteedun BMS

dun lot daccessoires comportant notamment un capteur de peacutedalage et une poigneacutee dacceacuteleacuterationagrave effet Hall

dun chargeur de batterie LiPo de fabrication chinoise

Le controcircleur est conforme agrave la leacutegislation franccedilaise (directive 200224CE du parlement europeacuteen) quilimite la puissance eacutelectrique agrave 250W et ne fournit de lassistance que si le cycliste peacutedale et la vitesseest infeacuterieure agrave 25kmh

Evolution des produits M Pascal NUTI Pdg de la socieacuteteacute souhaite agrave la demande de ses clients une eacutevolution des fonctions deservice ainsi quune mise agrave jour technologique de certains de ces produitsLes nouvelles fonctions de service agrave ajouter au prototype actuel sont en caractegraveres grasFonctions de service du controcircleur Pour le client Fonctionnement en assistance au peacutedalage et ou en propulsion conformeacutement agrave la leacutegislation

du pays Choix du profil dassistance Normal le controcircleur privileacutegie lautonomie Boost lassistance est maximum

Freinage par reacutecupeacuteration dosable Commande par poigneacutee inverseacutee au guidon gauche ou parles leviers de frein eacutequipeacutes de capteurs

BMS

Les 10 eacuteleacutements

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Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste (vitesse distanceparcourue eacutetat de la batterie etc)

Antivol par clef codeacutee (court-circuit du moteur) Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Indicateur sonore en cas danomalie Indice de protection IP53 Connexion dun module GPS agrave liaison seacuterie Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card amovible Chaque

seconde sont sauvegardeacutees dans un fichier binaire les coordonneacutees GPS les tensions etcourant batterie ainsi que lheure La date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PC

Pour le service technique de lentreprise le tableau de bord ou un logiciel sur PC permet de fixerles paramegravetres du controcircleur et de controcircler le fonctionnement du moteur (si connecteacute) sans ouvrirle boicirctier Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou propulsion agrave

100 vitesse maximum etc (voir directive 200224CE) Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par reacutecupeacuteration

leviers de frein capteur de couple tableau de bord Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement vitesse et courants moteur tension et courant

batterie Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

Fonctions de service du tableau de bord Pour le client Accessoire optionnel du controcircleur Affichage vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz

possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours et indicateurs deprofils dassistance et dantivol

Reacutetro-eacuteclairage monostable sur commande Commandes MA choix du profil eacuteclairage raz compteur partiel mise agrave lheure de lhorloge Parameacutetrages diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie heure Indice de protection IP53 Autonomie de la pile supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeur

Fonctions de service de lensemble batterie ndash BMS Leacuteleacutement le plus fragile du kit VAE est la batterie au lithium En effet avec le modegravele actuel denombreux clients constatent des deacutefaillances pendant la peacuteriode de garantie et renvoient la batteriepour un eacutechangeCela nuit aux finances de la socieacuteteacute et aussi agrave son imageCes deacutefaillances sont dues agrave une mauvaise surveillance des eacuteleacutements de la batterie pendant la charge etla deacutechargeLes packs vendus par VELECTRIS sont eacutequipeacutes dun BMS (Battery Management System) conccedilu parle fabricant des batteries KOKAM Cette socieacuteteacute chinoise admet les imperfections de son BMS et estprecircte agrave acheter le design de la nouvelle version pour linteacutegrer dans ses packs

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 14 sur 57

DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 29 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste (vitesse distanceparcourue eacutetat de la batterie etc)

Antivol par clef codeacutee (court-circuit du moteur) Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Indicateur sonore en cas danomalie Indice de protection IP53 Connexion dun module GPS agrave liaison seacuterie Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card amovible Chaque

seconde sont sauvegardeacutees dans un fichier binaire les coordonneacutees GPS les tensions etcourant batterie ainsi que lheure La date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PC

Pour le service technique de lentreprise le tableau de bord ou un logiciel sur PC permet de fixerles paramegravetres du controcircleur et de controcircler le fonctionnement du moteur (si connecteacute) sans ouvrirle boicirctier Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou propulsion agrave

100 vitesse maximum etc (voir directive 200224CE) Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par reacutecupeacuteration

leviers de frein capteur de couple tableau de bord Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement vitesse et courants moteur tension et courant

batterie Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

Fonctions de service du tableau de bord Pour le client Accessoire optionnel du controcircleur Affichage vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz

possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours et indicateurs deprofils dassistance et dantivol

Reacutetro-eacuteclairage monostable sur commande Commandes MA choix du profil eacuteclairage raz compteur partiel mise agrave lheure de lhorloge Parameacutetrages diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie heure Indice de protection IP53 Autonomie de la pile supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeur

Fonctions de service de lensemble batterie ndash BMS Leacuteleacutement le plus fragile du kit VAE est la batterie au lithium En effet avec le modegravele actuel denombreux clients constatent des deacutefaillances pendant la peacuteriode de garantie et renvoient la batteriepour un eacutechangeCela nuit aux finances de la socieacuteteacute et aussi agrave son imageCes deacutefaillances sont dues agrave une mauvaise surveillance des eacuteleacutements de la batterie pendant la charge etla deacutechargeLes packs vendus par VELECTRIS sont eacutequipeacutes dun BMS (Battery Management System) conccedilu parle fabricant des batteries KOKAM Cette socieacuteteacute chinoise admet les imperfections de son BMS et estprecircte agrave acheter le design de la nouvelle version pour linteacutegrer dans ses packs

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 16 sur 57

42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 28 sur 57

FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 29 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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10

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11

BM

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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13

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Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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La version ameacutelioreacutee du BMS reacutealise les fonctions de service suivantes Pour le client Respect du nombre de cycles de chargedeacutecharge par un eacutequilibrage individuel du courant de

charge de chaque eacuteleacutement Coupure monostable du courant en cas de surintensiteacute de courte dureacutee Coupure bistable du courant en cas de surintensiteacute prolongeacutee Coupure bistable en cas de deacutecharge importante Coupure bistable en cas de surchauffe Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Parameacutetrage du nombre deacuteleacutements (10 maximum) Possibiliteacute de coupler plusieurs BMS pour controcircler des pack de plus de 10 eacuteleacutements Parameacutetrage des seuils de charge et de seacutecuriteacute sans ouvrir le pack Diagnostic de chaque eacuteleacutement en cours de charge via un logiciel sur PC tension courant de

charge courant deacuteriveacute tempeacuterature

Fonctions de service du chargeur de batterie Les chargeurs vendus par VELECTRIS donnent satisfaction Toutefois la socieacuteteacute souhaite disposerdune version ameacutelioreacutee agrave lusage de son service technique proposant les fonctions de service suivantes Reacuteglages fins des paramegravetres de charge depuis un logiciel de controcircle sur PC Enregistrement des caracteacuteristiques de charge tension courant tempeacuterature reacutesistance

interne sur 24 heures maximum pour affichage ulteacuterieur sur PC Affichage en temps reacuteel des caracteacuteristiques de charge si PC connecteacute Alimentation mobile par batterie dautomobile (12V agrave 15V)

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 28 sur 57

FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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32 Contraintes et limites deacutetudeControcircleur Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans un boicirctier conforme et le deacuteveloppement du logiciel final seronteffectueacutes par un sous-traitantTableau de bord Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

La maquette utilisera le boicirctier le LCD et le clavier du prototype VeacuteoIl nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration deacutefinitive dans le boicirctier sera effectueacutee par un sous-traitantBMS Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations avec un coucirct de revient compatible

avec la concurrence adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesSi le projet abouti linteacutegration dans le pack daccumulateurs et le deacuteveloppement du logiciel finalseront effectueacutes par un sous-traitantChargeur de batterie Pour les fonctions dont ils ont la charge les eacutetudiants seacutelectionnent les composants permettant leurs reacutealisations adaptent les structures mateacuterielles fournies reacutealisent une maquette adaptent les fonctions logicielles fournies valident ces nouvelles structures sur la maquette

Il nest pas demandeacute de valider toutes les fonctions de lOT complet reacutealiseacutees en grande partie par desfonctions logiciellesNote La maquette dont chaque eacutetudiant a la charge reacutealise une partie des fonctions de lOTLinterconnexion des maquettes en phase finale reacutealise une maquette de lOT complet pour la validationde certaines fonctions de service

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

Page 9: DOSSIER DE PRESENTATION ET DE VALIDATION DU SUJET …electronique.marcel.free.fr/VAE/Docs/Dossier_presentation... · Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg

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33 Caracteacuterisation des fonctions de serviceControcircleur Pour le client Alimentation batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po de 36V agrave 72V nominal Moteur 750W max modegravele brushless avec ou sans capteur agrave effet Hall et fceacutem sinusoiumldale

ou trapegraveze nombre de pocircles parameacutetrable Assistance au peacutedalage suivant leacutequipement du veacutelo Couple moteur proportionnel au couple exerceacute sur les peacutedales Couple moteur proportionnel agrave la vitesse de peacutedalage

Profil dassistance Normal algorithme agrave deacuteterminer Boost le couple moteur nest limiteacute que par les possibiliteacutes du moteur et de la batterie

Freinage par reacutecupeacuteration Couple de freinage proportionnel agrave langle de rotation de la poigneacutee de freinage ou la

position des leviers de frein Le couple est limiteacute par les possibiliteacutes du moteur et de labatterie et pour eacuteviter un blocage de la roue (ABS)

Si le moteur tourne plus vite que sa vitesse nominale (en forte descente par exemple) lecouple de freinage ne peut plus ecirctre controcircleacute Il sera annuleacute si le courant devient excessif etle cycliste est preacutevenu par un signal sonore

Affichage sur le tableau de bord optionnel des informations utiles au cycliste Par liaison I2C non isoleacutee Transmissions reacuteguliegraveres de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer

la vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

Transmission sur demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacutee Le tableau de bord est alimenteacute par les signaux SDA et SCL

Antivol par clef codeacutee Utilisation de la technologie iButton Action blocage du moteur par court circuit des bobinages du stator

Fourniture et commande de la tension pour leacuteclairage du veacutelo Tension continue au choix 6V ou 12V ondulations infeacuterieures agrave 1V Puissance max 10W Activation depuis le tableau de bord

Consommation propre minimale pour privileacutegier lautonomie Indicateur sonore en cas danomalie Niveau 80dBA agrave 1m

Sauvegarde journaliegravere des paramegravetres de roulage sur une SD Card Fichier de type binaire Rythme de sauvegarde 1 eacuteleacutement par seconde quand le veacutelo avance Donneacutees sauvegardeacutees chaque eacuteleacutement de 16 octets comporte lheure les coordonneacutees

GPS la tension et le courant batterie Pour le service technique de lentreprise Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

Tableau de bord Pour le client Liaison par bus I2C Reacuteception reacuteguliegravere de la dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la

vitesse) du nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer ladistance parcourue) et de leacutetat de la batterie

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 10 sur 57

Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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r de

bat

teri

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Transmission des ordres de demande du profil dassistance et de la preacutesence de la clef codeacuteeet reacuteception des reacuteponses

Alimentation par les signaux SDA et SCL Affichage LCD graphique NampB S64128G de DISPLAYTECH (64x128 pixels) Le boicirctier du

prototype est conccedilu pour ce modegravele Reacutetro-eacuteclairage monostable de 5s sur commande Clavier celui du boicirctier du prototype (4 boutons poussoirs) Maintien de lhorloge par une pile Autonomie supeacuterieure agrave 2 ans

Pour le service technique de lentreprise Terminal de dialogue pour le parameacutetrage du controcircleur (voir ci-dessus) du BMS et du

chargeurEnsemble batterie ndash BMS Pour le client Indicateur lumineux en cas danomalie Reacutetablissement des flux deacutenergie par bouton poussoir

Pour le service technique de lentreprise Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Preacutecision de mesure de la tension des eacuteleacutements infeacuterieure agrave 05 Seuil du fusible eacutelectronique reacuteglable entre 0A et 20A Compensation des courants de charge 0A agrave 03A Seuils de charge des eacuteleacutements ajustables Seuils de seacutecuriteacute parameacutetrables Courant max de charge adapteacutee agrave la batterie utiliseacutee Courant max de deacutecharge adapteacutee agrave la batterie et au moteur utiliseacutes Tension minimum de deacutecharge par eacuteleacutement 270V agrave 310V par pas de 10mV Tempeacuterature maximum 50degC agrave 100degC

Liaison I2C opto-isoleacutee pour le couplage intelligent de plusieurs BMS dun mecircme pack et laliaison avec un eacuteventuel PC de controcircle

Chargeur de batterie LiPo Alimentation 12V agrave 15 DC (batterie automobile) Technologies de batterie Ni-Mh Li-Ion ou Li-Po Paramegravetres de charge Nombre deacuteleacutements 1 agrave 10 Courant de charge max 3A Algorithme adapteacute agrave la technologie Seuil de tempeacuterature max reacuteglable de 50degC agrave 100degC

Mesure des caracteacuteristiques de charge Tension 0V agrave 50V preacutecision 02 FS reacutesolution 1mV Courant 0 agrave 3A preacutecision 1 FS Tempeacuterature 20degC agrave 100degC preacutecision 1degC Reacutesistance interne 0 agrave 100m preacutecision 5 FS

Meacutemoire denregistrement des mesures 1 cycle de mesure par seconde pendant 24 heures soit5 octets x 3600 x 24 = 512ko

Liaison USB1 au PC Meacutemorisation non volatile des paramegravetres de configuration

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4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

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PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

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Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

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PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

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GPS

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SD Card

JJM

MA

AD

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BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 56 sur 57

10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 11 sur 57

4 Analyse fonctionnelle interne

41 Diagrammes sagittaux

Trois diagrammes sagittaux sont proposeacutes pour une meilleure lisibiliteacute Ils correspondent aux 3situations typiques demploi Exploitation sur un veacutelo Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

411 Exploitation sur un veacutelo

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie Li-Po BMS EEPBAT Energie Electrique fournie par la BATterie (lessentiel pour la Propulsion)

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin EEFBAT Energie Electrique restitueacutee agrave la BATterie en phase de freinage eacutelectrique

Nature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack BMS Cycliste DEFBAT Information indiquant une deacutefaillance sur la batterie avec pour conseacutequence la

coupure de lalimentation en eacutenergie (fusible eacutelectronique)Nature lumineux

RESTARTBMS Ordre de reacutearmement du fusible eacutelectroniqueNature action momentaneacutee sur un bouton poussoir

Cycliste

PeacutedalesPoigneacutee defreinage

FREIN

OT2Tableau de

bord

OT1Controcircleur (variateur)

DEF

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONT

INFOSCYV

FREI

N

VPE

DA

L

PEDAL

Moteurbrushless

EEPCONEEFCON

EMPMOT

EMFMOT

DATASCONT

PARAMCONT

OT3BMS

EEPBMS

EEFBMS

BatterieLiPo

EEPB

AT

EEFB

AT

Clef codeacutee

CLE

F EEECLAIR

DEFBAT

RESTARTBMS

Note Les OT du projet sontencadreacutes dun double-trait

POSROT

TEM

PBA

T

GPS

DTA

_GPS

SD Card

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 12 sur 57

BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 14 sur 57

DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 40 sur 57

7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

iant

1C

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ocircleu

r

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Etud

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Etud

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5C

ontr

ocircleu

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

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6Ta

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bor

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Etud

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u de

bor

d

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Etud

iant

8Ta

blea

u de

bor

d

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83 OT3 BMSEt

udia

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BM

S

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Etud

iant

10

BM

S

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Etud

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11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

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Etud

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13

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Etud

iant

14

Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 12 sur 57

BMS Controcircleur EEPBMS Energie Electrique fournie par la batterie via le BMS Protection par fusible

eacutelectroniqueNature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin

EEFBMS Energie Electrique restitueacutee agrave la batterie via le BMS en phase de freinageeacutelectrique Protection par fusible eacutelectroniqueNature courant PWM de charge de valeur moyenne proportionnelle au couple de freinagereacutegleacute par le cycliste (VFREIN)

Controcircleur Moteur brushless EEPCON Energie Electrique de Propulsion fournie par le CONtrocircleur au moteur

Nature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) Lecourant est fonction du couple moteur dassistance

EEFCON Energie Electrique de Freinage fournie par le moteur au CONtrocircleurNature tensions triphaseacutees de forme sinusoiumldale ou trapeacutezoiumldale (suivant le moteur) La fceacutemest proportionnelle agrave la vitesse et le courant est fonction du couple de freinage reacutegleacute par lecycliste

EMPMOT Energie Meacutecanique de Propulsion fournie par le MOTeurNature couple dassistance et vitesse controcircleacutes par le cycliste

EMFMOT Energie Meacutecanique de Freinage exerceacutee par le MOTeurNature couple de freinage controcircleacute par le cycliste

POSROT Information de position angulaire du rotor Cycliste Peacutedales Controcircleur VPEDAL Information indiquant la vitesse de peacutedalage ou le couple de peacutedalage suivant

leacutequipement du veacuteloNature tension DC proportionnelle agrave la vitesse de peacutedalage ou au couple de peacutedalage

Cycliste Poigneacutee de freinage Controcircleur VFREIN Information indiquant le couple de freinage reacutegleacute par le cycliste

Nature tension DC proportionnelle agrave langle de rotation de la poigneacutee Clef codeacutee Controcircleur CLEF Information codeacutee indiquant la preacutesence de la clef

Nature Trame numeacuterique seacuterie GPS Controcircleur DTA_GPS Trames NMEA

Nature Trame numeacuterique au format seacuterie asynchrone 4800 bauds Controcircleur SD Card JJMMAADTA fichier de structures binaires comportant les coordonneacutees GPS les tensions et

courant batterie ainsi que lheure Les structures sont ajouteacutees au fichier au rythme de une parseconde quand le veacutelo roule et tout au long dune journeacuteeLa date est donneacutee par le nom du fichier (JJMMAADTA)Ces donneacutees sont par la suite exploiteacutees par un logiciel speacutecifique sur PCNature fichier de structures binaires sur SD Card

Controcircleur Tableau de bord DATASCONT flux de donneacutees contenant les informations suivantes agrave afficher sur le tableau de

bord dureacutee entre 2 changements deacutetat des capteurs (pour calculer la vitesse) nombre de changements deacutetats depuis la 1deg mise en service (pour calculer la distance

parcourue) eacutetat de la batterie profil dassistance preacutesence de la clef codeacutee

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 28 sur 57

FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 29 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 30 sur 57

52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 31 sur 57

523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 32 sur 57

54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 13 sur 57

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

Cycliste Tableau de bord PARAMTAB paramegravetres de configuration du tableau de bord commande du reacutetro-eacuteclairage diamegravetre de la roue capaciteacute de la batterie raz compteur partiel heure

PARAMCONT paramegravetres de configuration du controcircleur reacutegleacutes par le cycliste sur le tableaude bord profil dassistance activation de la clef codeacutee commande deacuteclairage

INFOSCY informations visuelles pour le cycliste vitesse instantaneacutee vitesse moyenne sur le parcours distance totale (pas de raz possible) distance partielle eacutenergie disponible heure dureacutee du parcours indicateurs de profils dassistance et dantivol

412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Alimentation de laboratoire BMS et controcircleur ALIM eacutenergie eacutelectrique dalimentation du BMS et du controcircleur

Nature tension DC de 36V nominal Le courant est fonction du besoin BMS Adaptateur I2C-PC et PC PARAMBMS paramegravetres de configuration nombre deacuteleacutements par BMS (10 maximum) nombre et ndeg du BMS en cas de couplage seuils de charge et de seacutecuriteacute des eacuteleacutements

Technicien

AdaptateurI2C-PC

DATABMSOT3BMS

Alimentationde laboratoire

OT1Controcircleur (variateur)

PCPA

RA

MC

ON

T

PAR

AM

BM

S

DATASCONT

ALIMPARAMBMS

DATABMS

PARAMBMS

PARAMCONT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 14 sur 57

DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 16 sur 57

42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 40 sur 57

7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

le s

cheacutem

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Eacuteta

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test

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maq

uette

Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

iant

1C

ontr

ocircleu

r

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Etud

iant

2C

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Etud

iant

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r

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Etud

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4C

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Etud

iant

5C

ontr

ocircleu

r

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

iant

6Ta

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bor

d

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Etud

iant

7Ta

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bor

d

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Etud

iant

8Ta

blea

u de

bor

d

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83 OT3 BMSEt

udia

nt 9

BM

S

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Etud

iant

10

BM

S

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Etud

iant

11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

nt 1

2 C

harg

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atte

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Etud

iant

13

Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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Etud

iant

14

Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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DATABMS caracteacuteristiques de charge sur 24 heures max tension courant de charge total courant deacuteriveacute dans les eacuteleacutements tempeacuterature

Controcircleur PC PARAMCONT paramegravetres de configuration Adaptation agrave la leacutegislation de chaque pays Pmax de 250W agrave 750W assistance ou

propulsion agrave 100 Adaptation au moteur nombre de pocircles caracteacuteristiques de fceacutem (sinus ou trapegraveze) et de

couple avec ou sans capteurs de position agrave effet Hall avance de phase Adaptation agrave leacutequipement connecteacute poigneacutee dacceacuteleacuteration etou de freinage par

reacutecupeacuteration leviers de frein capteur de couple tableau de bord clef codeacutee Table de codage des capteurs agrave effet Hall Deacutecalage de phase entre le champ rotorique et les capteurs

DATASCONT Caracteacuteristiques eacutelectriques en fonctionnement Vitesse et courants moteur Tension et courant batterie

PC Technicien les paramegravetres et donneacutees deacutejagrave citeacutes sont eacutechangeacutes avec le technicien via uneinterface conviviale

413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS

Descriptions des eacutechanges et liens Batterie LiPo BMS EECBAT Energie Electrique fournie agrave la BATterie TEMPBAT Informations tempeacuterature du pack

BMS Chargeur LiPo EECBMS Energie Electrique fournie au BMS La tension et le courant sont controcircleacutes par le

chargeur Batterie auto Chargeur LiPo EEALIMC Energie Electrique dALIMentation du Chargeur

Nature tension de 12V agrave 15V Le courant est fonction du besoin Technicien Chargeur LiPo STARTC laction sur un BP deacutemarre un cycle de charge ENDC indication lumineuse de fin de charge

Technicien

ChargeurLiPo

TEMPBAT OT3BMS

BatterieLiPo

PC

DA

TASC

PC

CTL

CPC

EECBMSDATASC

CTLCEECBAT

STA

RTC

END

C

EEALIMC

Batterieauto

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 19 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 36 sur 57

Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 40 sur 57

7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

iant

1C

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ocircleu

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5C

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

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Etud

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Etud

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8Ta

blea

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bor

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83 OT3 BMSEt

udia

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BM

S

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BM

S

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Etud

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11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

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Etud

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13

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Etud

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

Page 15: DOSSIER DE PRESENTATION ET DE VALIDATION DU SUJET …electronique.marcel.free.fr/VAE/Docs/Dossier_presentation... · Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 15 sur 57

Chargeur LiPo PC CTLC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et reacutesistance

interne sur 24 heures Technicien PC CTLCPC informations de controcircle de charge type de batterie nombre deacuteleacutements capaciteacute

courant max paramegravetres de lalgorithme de charge DATASCPC caracteacuteristiques eacutelectriques de charge tension courant tempeacuterature et

reacutesistance interne sur 24 heures

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 16 sur 57

42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 32 sur 57

54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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42 Scheacutemas fonctionnels de niveau II421 OT1 Controcircleur

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux422 OT2 Tableau de bord

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F1Alimenter le moteur

DATASCONTEEPBMS

POSROT

F2Restituer leacutenergie de freinage EEFCONEEFBMS

F3Alimenter le circuit deacuteclairage

F4Elaboration du couple

dassistance ou de ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

STA

TUS

EEPCONPARAMCONT

EEECLAIR

F1Reacuteception et tri

des informationsDATASCONT

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

F2Calculs des

informations agraveafficher

F3A

ffic

hage

gra

phiq

ue

INFOSCT

F4Horloge autonome

HEURE

F5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

F6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PAR

AM

CO

NT

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 29 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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cheacutem

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 41 sur 57

8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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ocircleu

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Etud

iant

4C

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ocircleu

r

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Etud

iant

5C

ontr

ocircleu

r

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

iant

6Ta

blea

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bor

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Etud

iant

7Ta

blea

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bor

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Etud

iant

8Ta

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u de

bor

d

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83 OT3 BMSEt

udia

nt 9

BM

S

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Etud

iant

10

BM

S

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Etud

iant

11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

nt 1

2 C

harg

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Etud

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13

Cha

rgeu

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bat

teri

e

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Etud

iant

14

Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 56 sur 57

10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 17 sur 57

423 OT3 BMS

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux424 OT4 Chargeur LiPo

Les signaux sont deacutefinis dans la description des diagrammes sagittaux

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

F1Coupure EEPBAT

F3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

F6Equilibrage des

eacuteleacutements en charge

AV

BA

T

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

F4Surveillance du

courantRESTART

F5Surveillance de la

tempeacuterature

BMS

PARAMBMS

F7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

F2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

F1Controcircle de la

charge

EECBMS

F3Enregistrer les

caracteacuteristiques surun cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT DATASC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 18 sur 57

5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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cheacutem

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

iant

1C

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ocircleu

r

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Etud

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Etud

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ocircleu

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

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Etud

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83 OT3 BMSEt

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S

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Etud

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10

BM

S

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Etud

iant

11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

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Etud

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13

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Etud

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14

Cha

rgeu

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teri

e

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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5 Moyens preacuteliminaires disponibles et contraintes de reacutealisation51 Speacutecifications511 OT1 Controcircleur

Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Le controcircleur est bacircti autour dun microcontroleur speacutecialiseacute dans la commande de moteur (familledsPIC de Microchip) ce qui permet de minimiser les structures mateacuterielles et donc le coucirct

FP1Alimenter le moteur

EEPBMSPOSROT

FP2Restituer leacutenergie de freinage EEFCON

EEFBMS

FP3Alimenter le circuit deacuteclairage

FP4Elaboration du

couple dassistance oude ralentissement

VPEDAL

VFREIN

CONS_CM

CONS_CF

CLEF

DA

TASC

ON

T

EEPCON

EEECLAIR

FP5Gestion des

liaisons externesUSB_CONT232_CONTI2C_CONT

PAR

AM

CO

NT

FP6Preacutelegravevement

tensions et courants

IBA

TV

BA

T

IMO

TPV

RO

T

FP7Ecriture desdonneacutees de

roulage dans lefichier

JJMMAADTA

DTA

_GPS

JJM

MA

AD

TA

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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Etud

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Caracteacuteristiques des ES du controcircleur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBMS Energie eacutelectrique fournie

par le BMSTension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 84VIBMSmax = 20A

EEPCON Energie eacutelectrique fourniepar le controcircleur aumoteur

Tensions triphaseacuteessinusoiumldales produitespar PWMLe courant est asservi agraveCONS_CM

Amplitude entre phases 0V agraveVBMS environCourant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEECLAIR Energie eacutelectrique pourleacuteclairage du veacutelo

Tension DC reacuteguleacuteeLe courant est fonctionde la demande

Tension DC seacutelectionnable entre6V et 12V Ondulations lt 1VPmax = 10W

EEFCON Energie eacutelectrique fourniepar le moteur en phase defreinage

Tensions triphaseacuteessinusoiumldalesLe courant est fonctionde la demande

Amplitude entre phases 0V agrave50V (50kmh max)Courant eff max 10AFreacutequence 0Hz agrave 120Hz

EEFBMS Energie eacutelectrique fournieau BMS en phase defreinage

Le courant est controcircleacutepar VFREIN sansdeacutepasser les limites dela batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

VBAT Tension DCdalimentation

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IBAT Courant demandeacute ourestitueacute agrave la source

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 10 bits

IMOT Courant instantaneacute danschaque phase du moteur

Signal numeacuterique Structure IMOT PHASE_A int PHASE_B int PHASE_C intCodage C2Reacutesolution mini 10 bitsFreacuteq deacutech = Freacuteq PWM

PVROT Information positionangulaire du rotor deacuteduitede la fceacutem agrave vide

Trois signaux binaires Etats deacuteduits des 3 fceacutem entreles phases et agrave vide

POSROT Information positionangulaire du rotor

Trois signaux binairesproduits par 3 capteursactifs agrave effet Hall

Alimentation capteurs 5VSorties type collecteur ouvertReacutesolution 60deg magneacutetiques

PARAMCONT(exploitation)

Informations TdB profil dassistance cmde deacuteclairage activation clef

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvaniqueAdresses libres

DATASCONT(exploitation)

Informations agrave affichersur le TdB

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT(service)

Informations de config ducontrocircleurCmds de pilotage (via PC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

DATASCONT(service)

Informations caracteacutelec en fonctionnement

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

CLEF Information code de laclef

Technologie iButton agravebus 1 fil

Conformes aux speacutecificationsiButton de Dallas-Maxim

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 40 sur 57

7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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8Ta

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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13

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teri

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 20 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesVPEDAL Information effort sur les

peacutedalesTension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave leffortTensions min et max deacutependent de leacutequipement

VFREIN Information action surles freins

Tension DC produitepar un capteur actif

Alimentation 5VSignal tension prop agrave lactionTensions min et max deacutependent de leacutequipement

CONS_CM Consigne de couplemoteur

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

CONS_CF Consigne de couple defreinage

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

DTA_GPS Information donneacuteesGPS

Trames NMEA Format seacuterie asynchrone 4800bauds

JJMMAADTA Information donneacutees deroulage quotidienneseacutecrites chaque seconde

Fichier binaire sursupport SD Card

Suite de structures de donneacuteesbinaires DTA_SD (16 octets) HEURE 2 octets LONGITUDE 4 octets LATITUDE 4 octets ALTITUDE 2 octets VITESSE 1 octet VBAT 2 octets IBAT 1 octet

Analyse succincte des fonctions du controcircleur

Fonctions Description ReacutealisationFP1 alimenter lemoteurFP2 restituerleacutenergie defreinage

Ces 2 fonctions sont regroupeacutees car leconvertisseur utiliseacute est naturellement reacuteversibleLa commande est adapteacutee au type de moteurbrushless utiliseacute Space Vector Modulation (SVM) Trapegraveze

Linformation POSROT est utiliseacutee pour que laphase du vecteur statorique suive agrave tout instant lerotorUne boucle dasservissement reacutegule le couplemoteur sur les consignes CONS_CM ouCONS_CFUne fonction de seacutecuriteacute surveille les courantsmoteur et le courant et la tension batterie

Structure mixte mateacuterielle 3 geacuteneacuterateurs PWM inteacutegreacutes dans

le microC driver et bras PWM capteur de tension batterie capteurs de courant moteur et batlogicielle Space Vector Modulation (SVM) Synchronisation du vecteur

statorique Reacutegulation de boucle (PID)

FP3 alimenter lecircuitdeacuteclairage

Cette fonction convertit la tension batterie enune tension compatible avec leacuteclairage du veacuteloElle produit aussi les tensions dalimentationneacutecessaires agrave leacutelectronique du controcircleur

Structure mateacuterielleConvertisseur DC-DC agrave deacutecoupagepour optimiser le rendement

FP4 eacutelaborationdu coupledassist et deralentissem

Elle produit les consignes de couple moteur etfrein en fonction des actions du cycliste sur lespeacutedales et les poigneacutees de frein

Structure mixte mateacuterielle CAN logicielle mise agrave leacutechelle

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 21 sur 57

FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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ocircleu

r

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82 OT2 Tableau de bord

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8Ta

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83 OT3 BMSEt

udia

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BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

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13

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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FP5 gestiondes liaisonsexternes

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le tableau de bord (I2C) la clef codeacutee (iButton) le PC (USB1 ou RS232)

Structure mixte mateacuterielle adaptations aux bus logicielle gestion des protocoles

FP6 preacutelegravevementtensions etcourants

Cette fonction mesure la tension et le courantdans la batterie (dans les 2 sens) ainsi que lescourants dans chaque phase du moteur et lesconvertis en numeacuteriqueLes signaux PVROT sont utiliseacutes pour calerles capteurs agrave effet Hall

Mesure des tensions CAN 10 bitsinteacutegreacute au microCMesure du courant CAN 10 bitsmini inteacutegreacute au microCTrois comparateurs produisent lessignaux PVROT agrave partir des fceacutem agravevide du moteur

FP7 eacutecrituredes donneacuteesde roulagedans le fichierJJMMAADTA

Cette fonction exploite les donneacutees GPS et lestension et courant dans la batterie pour les eacutecriresur un support SD Card Le format FAT16 ouFAT32 doit ecirctre respecteacute

Structure mixte mateacuterielle coupleur SPI du

microcontroleur logicielle gestion SD Card et

FAT se reporter aux documents ressources associeacutes

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512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 40 sur 57

7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

le s

cheacutem

ast

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maq

uette

Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

iant

1C

ontr

ocircleu

r

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Etud

iant

2C

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Etud

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Etud

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Etud

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5C

ontr

ocircleu

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

iant

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Etud

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bor

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Etud

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8Ta

blea

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bor

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83 OT3 BMSEt

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nt 9

BM

S

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Etud

iant

10

BM

S

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Etud

iant

11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

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2 C

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Etud

iant

13

Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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Etud

iant

14

Cha

rgeu

r de

bat

teri

e

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 56 sur 57

10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 22 sur 57

512 OT2 Tableau de bord (TdB)Scheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les technologies sont choisies pour respecter la fonction de service dautonomie Le tableau de bord estbacircti autour dun microcontroleur agrave faible consommation

Caracteacuteristiques des ES du TdB

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMTAB Paramegravetres du tableau de

bord reacutegleacutes par le cyclisteLe cycliste introduit lesvaleurs via un clavier etun menu hieacuterarchiqueafficheacute sur leacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMTAB DIAM_ROUE BN sur 16

bits CAP_BAT BN sur 16 bits

I2C_TAB Informations eacutechangeacuteesavec le controcircleur(PARAMCONT etDATASCONT)

Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

PARAMCONT Paramegravetres du controcircleurreacutegleacutes par le servicetechnique

Le technicien introduitles valeurs via unclavier et un menuhieacuterarchique afficheacute surleacutecran

Touches Menu Next OK+ et Structure PARAMCONT PAYS char PROFIL char NB_POLE char SINUS char EQUIP char

FP7Gestion du bus

I2CI2C_TAB

FP1Reacuteception et tri

des informations

PERIOD_HNB_HALL

ETATBATPROFILCLEF_OK

FP2Calculs des

informations agraveafficher

FP3

Aff

icha

ge g

raph

ique

INFOSCT

FP4Horloge autonome

HEURE

FP5Gestion des menus

hieacuterarchiques

MENUS

RAZ_C

PARAMCONT

FP6Transmission des

paramegravetres au controcircleur

INFO

SCY

PARAMTAB

PARAMCONTMENUS

DA

TASC

ON

T

PARAMCONT

ECLAIR

ECLAIR

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 23 sur 57

DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 24 sur 57

Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 25 sur 57

513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 26 sur 57

Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 27 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 28 sur 57

FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 29 sur 57

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 30 sur 57

52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 41 sur 57

8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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1C

ontr

ocircleu

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Etud

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Etud

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

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bor

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83 OT3 BMSEt

udia

nt 9

BM

S

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Etud

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10

BM

S

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Etud

iant

11

BM

S

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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Etud

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Cha

rgeu

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bat

teri

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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DATASCONT Informations ducontrocircleur

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 5 membres

Structure DATASCONT NB_HALL long PERIOD_H long ETATBAT char PROFIL char CLEF_OK char

PERIOD_H Dureacutee entre 2 chgts deacutetatdes capteurs Hall

Information numeacuterique Code BN sur 32 bitsReacutesolution 16microS

NB_HALL Nombre de changementsdeacutetats des capteurs depuisla 1deg mise en service

Information numeacuterique Code BN sur 32 bits

ETATBAT Etat de la batterie tension quantiteacute deacutelectriciteacute

consommeacutee

Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 2 membres

Membres de la structureETATBAT VBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 80mV QBAT BN sur 16 bits

Reacutesolution 20mAhPROFIL Profil actuel dassistance

normal boost

Information numeacuterique Codeacutee sur 8 bits normal 0 boost 0xFF

CLEF_OK Indication de la preacutesencede la clef codeacutee

Information numeacuteriquebooleacuteenne

faux clef absente vrai clef preacutesente

HEURE Heure actuelle Information numeacuteriquesous la forme dunestructure agrave 3 membres

Membres de la structureHEURE H heure (0 agrave 23) M minutes (0 agrave 59) S secondes (0 agrave 59)

RAZ_C Raz du compteur partiel Ordre Raz immeacutediate agrave la reacuteception delordre

INFOSCT Vitesse instantaneacuteevitesse moyenne distancetotale parcourue etdistance partielle

Informationsnumeacuteriques regroupeacuteesdans une structure

Membres de la structureINFOSCT VI 0 agrave 999kmh VM 0 agrave 999kmh DT 0 agrave 9999km DP 0 agrave 9999km

MENUS Menus hieacuterarchiquesgraphiques pour composerles paramegravetres du tableaude bord et du controcircleur

Graphiques sur le LCD Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

INFOSCY Informations destineacutees aucycliste

Graphiques textes etnombres sur le LCD

Ecran graphique de 64x128pixels (modegravele S64128G deDISPLAYTECH)

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Analyse succincte des fonctions du TdB

Fonctions Description ReacutealisationFP7 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec le controcircleur (I2C)

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

FP1 reacuteception ettri desinformations

Cette fonction identifie les informationspertinentes dans le flux I2C les meacutemorise et lestransmet aux fonctions concerneacutees

Structure logicielle

FP2 calculsdesinformationsagrave afficher

Les informations PERIOD_H NB_HALL etHEURE sont utiliseacutees pour calculer la vitesseinstantaneacutee la vitesse moyenne la distancetotale parcourue et la distance partielleLordre RAZ_C initialise la vitesse moyenne etla distance partielle

Structure logicielle

FP3 affichagegraphique

Les informations sont afficheacutees sous les formesgraphiques alphanumeacuteriques et icocircnes pourassurer la meilleure lisibiliteacute possible

Technologie LCD noir et blanc pourminimiser la consommation

FP4 horlogeautonome

Cette fonction produit linformation HEURE Structure mixte mateacuterielle timer du microC logicielle comptage de temps en

heures minutes et secondesAutonomie supeacuterieure agrave 2 ans

FP5 gestiondes menushieacuterarchiques

La fonction affiche des menus sur le LCD pourpermettre au cycliste de reacutegler les paramegravetresavec les 5 touches du clavier

Structure mixte mateacuterielle clavier matriceacute de 5

touches logicielle identifications des

ordres menus et paramegravetresFP6 transmissionsdesparamegravetres aucontrocircleur

Constructions des trames de donneacutees agravedestination du controcircleur (structurePARAMCONT)

Structure logicielle

se reporter aux documents ressources associeacutes

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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8Ta

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83 OT3 BMSEt

udia

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BM

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

udia

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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513 OT3 BMSScheacutema fonctionnel de degreacute 1

Les structures eacutelectroniques sont alimenteacutees par la batterie surveilleacutee En conseacutequence les technologiessont choisies pour minimiser la consommation de faccedilon agrave conserver la capaciteacute de la batterie le pluslongtemps possible en phase de repos ou de stockage

FP2Preacutelegravevement

tensions et courant

EEFBMS ou EECBMSEEPBMS

FP1Coupure EEPBAT

FP3Surveillance de latension de chaque

eacuteleacutement

FP6Equilibrage des

eacuteleacutements en chargeA

VB

AT

EEFBAT ou EECBAT

CHALEUR_BMS

FP4Surveillance du

courant

RESTARTBMS

FP5Surveillance de la

tempeacuterature

PARAMBMS

FP7Transmission des

informations deacutetatdu BMS

DEFBMS

DATABMS

V_EL

IBAT

AIB

AT

ATE

MP

TEMPBAT

FP8Gestion du bus

I2CI2C_BMS

DEFBAT

EQUI_EL

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

pter

le s

cheacutem

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Ada

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Eacutela

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nou

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uette

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Caracteacuteristiques des ES du BMS

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEPBAT Energie eacutelectrique fournie

par la batterie LiPo ouLiIon

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEPBMS Energie eacutelectrique fourniepar le BMS

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBMS Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur en phase defreinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EEFBAT Energie eacutelectrique fourniepar le moteur via lecontrocircleur et le BMS enphase de freinage

Tensions DCLe courant est fonctiondu freinage

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 20A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

EECBAT Energie eacutelectrique fournieagrave la batterie par lechargeur via le BMS

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

DEFBAT Indication dun deacutefaut debatterie ayant causeacute lacoupure de leacutenergie

Indicateur lumineux Couleur rouge clignotant

RESTARTBMS Ordre de fermeture dufusible eacutelectronique

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter pour eacutevitertoute action accidentelle

TEMPBAT Tempeacuterature du pack Bus I2C Conformes au bus I2CPas disolation galvanique

V_EL Tension DC de chaqueeacuteleacutement du pack (jusquagrave10) 0V () agrave 45V

Ensemble de signauxnumeacuteriques (max 10)

Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

IBAT Courant DC dans labatterie (0A agrave 30A)

Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bitsReacutesolution mini 8 bits

EQUI_EL Commande deacutequilibragedu courant de charge danschaque eacuteleacutement

Ensemble de signauxPWM (max 10)

Tension deacutequilibrage 42V05Courant deacuteriveacute 0 agrave 03AReacutesolution 10mA

CHALEUR_BMS Chaleur produite par ladeacuterivation des courants decharge

Chaleur Dissipeacutee par un radiateur

AVBAT Anomalie sur la tensiondun ou plusieurs eacuteleacutements

Signal binaire Seuil ajustable de 27V agrave 32V

AIBAT Surintensiteacute en charge ouen deacutecharge

Signal binaire Seuil ajustable de 1A agrave 30A

ATEMP Surchauffe du pack Signal binaire Seuil ajustable de 50degC agrave 70degC

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 36 sur 57

Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesPARAMBMS Paramegravetres du BMS Information numeacuterique Structure PARAMBMS

NB_BMS 0 agrave 7 NB_EL 1 agrave 10 EQUI_V 42V05 SEUIL_V 27V agrave 32V SEUIL_I 1A agrave 30A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

DATABMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DATASCONT V_EL 10 x int I_BAT int TEMPBAT int EQUI_EL 10x int

DEFBMS Informations du BMS Information numeacuterique Structure DEFBMS AVBAT char AIBAT char ATEMP char

I2C_BMS Informations eacutechangeacuteesavec dautres BMS ou lePC optionnel

Bus I2C Conformes au bus I2CIsolation galvanique

Analyse succincte des fonctions du BMS

Fonctions Description ReacutealisationFP1 coupure Fonction de fusible eacutelectronique reacutearmable

Une anomalie coupe lalimentation en eacutenergieentre la batterie et le controcircleur ou le chargeurquel que soit son sens

Mateacuterielle MOSFETCourant max 20AReacutesistance de contact lt 5mTenue en tension 80V

FP2 preacutelegravevementtensions etcourant

Cette fonction mesure les tensions de chaqueeacuteleacutement du pack et le courant dans la batterie (encharge et en deacutecharge) et les convertis ennumeacuterique

Mesure des tensions par multiplexageCAN 16 bits inteacutegreacute au microCMesure du courant shunt + CAN 10bits mini inteacutegreacute au microC

FP3 surveillancede la tensionde chaqueeacuteleacutement

AVBAT est produit par comparaisons avec leseuil SEUIL_VEQUI_EL est produit par comparaisons avec leseuil EQUI_V sil est deacutepasseacute EQUI_EL piloteFP6 pour deacuteriver une partie du courant de chargedans leacuteleacutement concerneacute et maintenir sa tension agraveEQUI_V

Mixte mateacuterielle timer du microC pour

produire le PWM logicielle comparaisons et

reacutegulations

FP4 surveillancedu courant

Comparaison avec le seuil SEUIL_I Logicielle

FP5 surveillancede latempeacuterature

Comparaison avec le seuil SEUIL_T Logicielle

FP6 eacutequilibragedes eacuteleacutementsen charge

La fonction permet pour chacun des eacuteleacutements debatterie de deacuteriver une partie du courant total decharge et ainsi limiter toute surchargeLa fonction peut controcircler jusquagrave 10 eacuteleacutements

Mateacuterielle des transistors MOSassocieacutes agrave chaque eacuteleacutement deacuteriventune partie du courant par PWMLeacutenergie est dissipeacutee en chaleur

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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cheacutem

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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FP7 transmissiondesinformationsdeacutetat

Constructions des trames de donneacutees agravedestination des autres BMS du pack (structuresPARAMBTS DATABMS et DEFBMS)

Logicielle

FP8 gestiondu bus I2C

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec les autres BMS ou un PCdans le service technique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes514 OT4 Chargeur LiPo

Le chargeur est destineacute agrave un usage dans le service technique Les consideacuterations lieacutees au prix de revientne sont pas agrave prendre en compte

Caracteacuteristiques des ES du chargeur

Nom Description Nature CaracteacuteristiquesEEALIMC Energie eacutelectrique fournie

par une batterie de typeautomobile

Tension DCLe courant est fonctionde la demande

Tension 12V agrave 15VCourant max 15A

EECBMS Energie eacutelectrique fourniepar le chargeur

Tensions et courantssont controcircleacutes pour lerespect de lalgorithmede charge de la batterie

VBMS = 32 agrave 42V (36V nom)IBMSmax = 3A

STARTC Ordre de deacutemarrer uncycle de charge

Bouton poussoir Encastreacute pour eacuteviter toute actionaccidentelle

ENDC Indication de la fin duncycle de charge

Indicateur lumineux Couleur rougeClignotant en chargePermanent en fin de charge

VBAT Tension DC totale dupack en charge

Signal numeacuterique Codage BN sur 16 bitsReacutesolution 16 bits

FP2Preacutelegravevement

tension et courant

EEALIMCSTARTC

FP1Controcircle de la

charge

EECBMS

FP3Enregistrer lescaracteacuteristiques

sur un cycle

ENDC

VBAT

CTLC

IBAT

DATASC

FP4Gestion dubus USB1

USB_C PARAMC

RI_BAT

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 36 sur 57

Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Nom Description Nature CaracteacuteristiquesIBAT Courant DC dans la

batterie (0A agrave 3A)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsRI_BAT Reacutesistance interne de la

batterie (0 agrave 200m)Signal numeacuterique Codage C2 sur 16 bits

Reacutesolution mini 8 bitsPARAMC Paramegravetres du chargeur Information numeacuterique Structure PARAMC

TYPBAT Ni-Mh Li-Ionou Li-Po

V_CH 400V agrave 420V NB_EL 1 agrave 10 IBATmax 0 agrave 3A SEUIL_T 50degC agrave 70degC

CTLC Commandes du chargeur Information numeacuterique Structure CTLC STARTSTOP DOWNLOAD

DATASC Caracteacuteristiques de chargeenregistreacutees agrave chaqueseconde pendant le cycle(dureacutee max 24h)

Information numeacuterique tableau de 86400structures au maximum

Structure DATASC VBAT unsigned int IBAT unsigned int RI_BAT unsigned int

USB_C Informations eacutechangeacuteesavec le PC optionnel(PARAMC CTLC etDATASC)

Bus USB1 Conformes aux speacutecifications ducomiteacute USB-IF

Analyse succincte des fonctions du chargeur

Fonctions Description ReacutealisationF1 controcirclede la charge

Cette fonction utilise EEALIMC et exploitePARAMC VBAT et IBAT pour charger labatterie en respect de lalgorithme de chargeLe cycle de charge est controcircleacute par STARTCetou CTLC ENDC indique la fin du cycleElle lance chaque seconde un cycle de mesure deRI_BAT

Mixte mateacuterielle conversion DC-DC controcircleacuteelogicielle reacutegulation de la tension reacutegulation du courant algorithme de charge

F2 preacutelegravevementtension etcourant

Cette fonction mesure la tension du pack et lecourant et les convertis en numeacuterique

VBAT CAN 16 bits inteacutegreacute au microCIBAT CAN 10 bits mini inteacutegreacute aumicroC

F3 enregistrer lescaract sur uncycle

Cette fonction accumule chaque seconde lesmesures VBAT IBAT et RI_BAT (structureDATASC) au cours dun cycle de charge

Mixte mateacuterielle meacutemoire EEPROM ou

flash externe de 512K logicielle transfert dans

lEEPROMF4 gestiondu bus USB

Cette fonction assure les liens et les eacutechangesdinformations avec un PC dans le servicetechnique

Structure mixte mateacuterielle adaptations au bus logicielle gestion du protocole

se reporter aux documents ressources associeacutes

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

Etud

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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52 Contraintes lieacutees agrave larchitecture mateacuterielle ou logicielle521 Principaux logiciels mis en œuvre CAO Protel DXP Environnement de deacuteveloppement MPLAB pour dsPIC (programmation en C) Environnement de deacuteveloppement IAR pour MSP430 (programmation en C)

522 Principales structurescomposants agrave valider OT1 controcircleur Commande de moteur brushless 750W agrave transistors MOS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Capteurs de courants Convertisseur USB1 UART Bus USB I2C et One Wire Bus SPI pour la gestion dune SD Card Uniteacute centrale agrave microcontroleur dsPIC

OT2 tableau de bord Affichage LCD graphique agrave communication par bus SPI Horloge autonome inteacutegreacute dans le microC Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation Bus I2C Alimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-eacuteclairage Alimentation de sauvegarde de lhorloge

OT3 BMS Fusible eacutelectronique agrave transistors MOS 100V20A Alimentation DC agrave tregraves faible consommation Amplificateur diffeacuterentiel dinstrumentation Equilibreur de courant de charge pour 10 eacuteleacutement Li-Po Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits sigma delta pour la mesure des tensions Capteur de courant Capteur de tempeacuterature Bus I2C Uniteacute centrale agrave microcontroleur MSP430 agrave faible consommation

OT4 chargeur Convertisseur DC-DC eacuteleacutevateur 12V15V 32V agrave 42V 3A max piloteacute par une sortie PWM du

MSP430 Capteur de courant Mesure de reacutesistance interne Source de tension de reacutefeacuterence agrave haute stabiliteacute CAN 16 bits pour la mesure des tensions Meacutemoire EEPROM ou FLASH agrave bus seacuterie Convertisseur USB1 UART Bus USB1 Uniteacute centrale agrave microcontroleur PIC24

Les eacutetudiants sont eacutegalement chargeacutes de valider les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvre

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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523 Principales fonctions logicielles agrave validerLes sources de ces fonctions sont fournis Les eacutetudiants sont chargeacutes de les tester dy apporter quelquesmodifications (adaptations agrave limplantation et au microcontroleur utiliseacute) et de les valider OT1 controcircleur Commande PWM pour moteur brushless triphaseacute (dans FP2 et FP3) Gestion communications I2C (couche liaison) Gestion communications UART (couche liaison) Gestion communications One Wire (couche liaison) Gestion communication SPI pour les eacutechanges avec la SD Card (couche liaison) Gestion du format FAT (FAT16 et FAT32) sur SD Card

OT2 tableau de bord Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCD graphique Gestion communications I2C (couche liaison) Calculs des informations agrave afficher (FP2) et affichage graphique (FP3)

OT3 BMS Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutement (FP3) Equilibrage des eacuteleacutements en charge (partie logicielle de FP6) Surveillance du courant (FP4) Surveillance de la tempeacuterature (FP5) Gestion communications I2C (couche liaison)

OT4 chargeur Reacutegulation tension (dans F1) Reacutegulation courant (dans F1) Enregistrer une structure DATASC dans la meacutemoire EEPROM ou FLASH (dans F3) Gestion communications UART (couche liaison)

524 Organisation mateacuterielleLes eacutequipes deacutetudiants sont constitueacutees par OTChaque eacutetudiant reacutealise et teste une maquette qui assure une partie des fonctions de lOTChaque maquette comporte son propre microcontroleur pour faciliter les phases de testsLes interconnexions entre les maquettes doivent permettre de constituer un OT fiable preacutesentable etexploitable en laboratoire525 Organisation logicielleLes eacutetudiants sont chargeacutes de valider en prioriteacute les fonctions logicielles dinitialisation (en C) despeacuteripheacuteriques du microcontroleur mis en œuvreLa reacutepartition des tacircches les charge aussi de la validation de certaines fonctions internesAu final il nest pas exigeacute que lOT reacutealise toutes les fonctions de service de lOT53 Contraintes speacutecifiques lieacutees agrave lenvironnementLentreprise partenaire souhaite faire industrialiser les objets techniques OT1 OT2 et OT3 par un soustraitant agrave partir des documents produits par les eacutetudiantsLe rapport deacutetude le dossier de fabrication les sources commenteacutes et le rapport de test devront donnertoutes les informations neacutecessaires au bureau deacutetude chargeacute de ces deacuteveloppements

Leacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacutees

En conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacute

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

Page 32: DOSSIER DE PRESENTATION ET DE VALIDATION DU SUJET …electronique.marcel.free.fr/VAE/Docs/Dossier_presentation... · Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg

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54 Contrainte eacuteconomiqueA terme lobjectif de lentreprise partenaire est de proposer les objets techniques OT1 OT2 et OT3 agrave lavente Leurs prix doivent rester comparables agrave la concurrence malgreacute les nouvelles fonctions de serviceChaque composant sera donc choisi pour son rapport qualiteacuteprix en grande quantiteacute et sa disponibiliteacuteagrave moyen termePour la reacutealisation des maquettes le budget total est limiteacute agrave 1000euro y compris la fabrication des cartesde cacircblage imprimeacute par un sous-traitant55 Documents et moyens technologiques mis agrave disposition Eleacutements du systegraveme disponible

Lentreprise partenaire a fourni gracieusement les eacutequipements suivants 1 controcircleur actuellement commercialiseacute 1 prototype du nouveau controcircleur Ki 1 prototype du nouveau tableau de bord Veacuteo 1 chargeur LiPo 36V2A 1 batterie LiPo 36V8Ah 2 moteurs brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration (1 prototype + 1 modegravele de seacuterie) 1 lot daccessoires poigneacutee dacceacuteleacuteration capteur peacutedale freins eacutelectrique

Banc de testLeacutequipe des professeurs deacutelectronique a construit 2 bancs de test permettant la mise en œuvre desmoteurs brushless en traction et en freinage (pour les tests en restitution deacutenergie)

CAO Protel DXP

Reacutealisation PCB Au lyceacutee pour les cacircblages de classe 3 ou infeacuterieure Chez un sous-traitant pour les classe supeacuterieures et si la meacutetallisation des trous simpose

Documents speacutecifiques Divers

Nom Pg Auteur Descriptionl_12420020509fr00010044l_21120030821fr00240048l_10620050427fr00170031

442515

Parlementeuropeacuteen

Directive 200224CE et correctifs relatifs agrave lareacuteception des veacutehicules agrave moteur agrave deux ou troisroues

AN-1084 13 IRF Power MOSFET BasicPresentation_I2Cpdf 25 FRANCOMME Description du bus I2CDG232_20pdf 16 FTDI Mise en œuvre FT232BM (bus USB1)Capteur courantpdf 18 HATTAB Technologie et choix dun capteur de courantLipo Cells LithiumPolymerpdf

52 KOKAM Informations sur les batteries LiPo (technologie etmise en œuvre)

OT1 controcircleurNom Pg Auteur Description

Dossier de fabricationdu controcircleur actuel

2 Scheacutema structurel et implantation

Dossier de fabricationdu prototype Ki

2 CyrilHAENNEL

Scheacutema structurel et implantation

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Caracteacuteristiquesmoteur BLDCVelectrispdf

2 Equipepeacutedagogique

Caracteacuteristiques eacutelectriques et meacutecaniques dumoteur brushless Phantom de nouvelle geacuteneacuteration

BrushlessBLDC +AN885

33 FOURDANMicrochip

Fondamentaux sur les moteurs BLDC (brushlessDC)

Principe_SVM_BLDC 8 CREMMEL Principe de la Space Vector Modulation

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 33 sur 57

Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 34 sur 57

56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 36 sur 57

Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Programme SVM surdsPICF2010 V2

45 CREMMEL Analyse du programme SVM implanteacute dans undsPIC

AN898 18 Microchip Choix des transistors MOS pour la commande demoteur

AN1048 9 Microchip Evaluation des pertes dans les commandes demoteurs BLDC (brushless DC)

MOSFET Gate DriveCircuitspdf

37 LaszloBALOGH

Note dapplication sur les structures de commandede MOSFET

MOS dV-dtpdf 7 SteveMAPPUS

Protection des MOSFET dun bras PWM contre leseffets des dVdt excessifs

tpap-6pdf 10 IRF Switching Voltage Transient Protection Schemesfor High Current IGBT Modules

SD Card avecdsPIC4011pdf

34 CREMMEL Gestion dune SD Card via le coupleur SPICacircblage et fonctions de la couche liaison

Gestion FAT avecdsPIC4011 V2pdf

36 CREMMEL Gestion dune FAT sur une SD Card

OT2 tableau de bordNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

Afficheurs LCD 7 Description de la technologieLCD Nokia 3310 2 CREMMEL Description et mise en œuvre du LCD Nokia 3310Test Nokia 3310MSP430c

11 CREMMEL Bibliothegraveque de fonctions dexploitation du LCDNokia 3310 et programme de test

OT3 BMSNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

LiPo Balancer 4 ELV Analyse et reacutealisation dun module deacutequilibragepour 1 eacuteleacutement

slva155pdf 17 Texas Instr Principe et mise en œuvre dun circuit deacutequilibragede 4 eacuteleacutements LiPo

AN53-6pdf 16 Linear Commande de MOSFET sur tension eacuteleveacutee (HighSide MOSFET)

OT4 chargeurNom Pg Auteur Description

Scheacutema proposeacute 2 Equipepeacutedagogique

Scheacutema structurel valideacute partiellement (parsimulation etou tests)

tcasii05_chargerpdf 5 MIN CHEN Accurate Compact and Power Efficient Li-IonBattery Charger Circuit

BatteryChargerReport 55 GLEYSER Projet de chargeur universel de batterieALC 8000 16 ELV Analyse et reacutealisation dun chargeur universel

30V5AMAX1647-MAX1648pdf

25 Maxim Chargeur indeacutependant de la chimie des batteries

AN947apdf 16 Microchip Algorithme de charge des batteries LiPo Instrumentation

Tous les instruments de mesure traditionnel dun laboratoire auxquels sajoute un wattmegravetretriphaseacute et une cameacutera infrarouge precircteacutes par la section BTS eacutelectrotechnique

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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56 Exigences qualiteacute agrave respecter561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiserDans la mesure du possible les composants choisis seront ceux utiliseacutes pour la reacutealisation du produitfinal La tacircche dinteacutegration du sous traitant en sera faciliteacuteeLa qualiteacute de reacutealisation des maquettes doit permettre une bonne reproductibiliteacute (la socieacuteteacute Velectris souhaite fournir des ensembles de maquettes agrave

quelques unes de ses filiales pour proceacuteder agrave des tests) un cacircblage fiable pour permettre des tests en situation (sur un veacutelo)

Les OT du projet sont destineacutes au grand public En conseacutequence les composants seront seacutelectionneacutespour leur robustesse et les fonctions dont les eacutetudiants ont la charge seront testeacutees dans les conditionsextrecircmesLes mesures de speacutecifications et de performances des OT constitueacutes par lassociation des maquettesseront reacutealiseacutees par lentreprise Velectris Elle se charge aussi du respect des reacuteglementations562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppementTous les choix effectueacutes (technologie composants structures hellip) sont justifieacutes et commenteacutes dans lerapport deacutetude Les simulations effectueacutees y figurent aussi Les reacutefeacuterences des documents ressourcessont indiqueacutesLe dossier de fabrication des maquettes est utilisable par un sous-traitant pour fabriquer la carte decacircblage imprimeacutee commander et cacircbler les composantsLes proceacutedures de tests sont eacutetablies agrave partir dobjectifs parfaitement deacutetermineacutes Les reacutesultats positifsou neacutegatifs sont consigneacutes et commenteacutes563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produirePas dexigence particuliegravere de VelectrisBien entendu les diffeacuterentes productions et en particulier le dossier technique final seront eacutevalueacutes parleacutequipe enseignante et la commission dinterrogation sur leurs qualiteacutes preacutecision rigueur clarteacute564 Exigences qualiteacute sur la livraisonLes maquettes produites par les eacutetudiants restent au lyceacutee CouffignalPar contre les dossiers de fabrication permettent agrave un sous traitant de reproduire ces maquettes(fabrication des cartes commande et cacircblage des composants) Les rapports deacutetude et de tests sontutiliseacutes par le service technique de Velectris pour mener agrave bien les tests des fonctions de service ensituation reacuteelleEn cas de satisfaction ces mecircmes documents seront utiliseacutes par un bureau deacutetude en sous-traitancepour la reacutealisation des prototypesCes exigences neacutecessitent la fourniture des codes sources parfaitement commenteacutes pour permettredeacuteventuelles modifications ou ameacuteliorationsNote M Pascal NUTI pdg de Velectris fera partie des commissions dinterrogation de leacutepreuve565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitationLeacuteleacutement dangereux de ce projet est la batterie Li-Po elle peut fournir des courants tregraves eacuteleveacutes et provoquer des brucirclures par contact ou projection elle peut exploser si les regravegles de charge ne sont pas respecteacuteesEn conseacutequence la batterie ne sera utiliseacutee quen cas de neacutecessiteacute absolue et dans un coffret reacutesistantau feu Un fusible rapide est inseacutereacute dans le cacircble de liaison Un extincteur est disponible agrave proximiteacuteLeacutequipe peacutedagogique et les eacutetudiants sengagent agrave ne divulguer les informations relatives agrave ce projetquapregraves lautorisation de la socieacuteteacute Velectris

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 35 sur 57

6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 36 sur 57

Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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6 Reacutepartition des tacircches par eacutetudiantLa reacutepartition des tacircches nest pas encore nominative Il nest donc pas encore possible de preacuteciser lenom des eacutetudiantsElle a eacuteteacute eacutelaboreacutee pour que chaque eacutetudiant puisse ecirctre eacutevalueacute sur les principaux savoir-faire descompeacutetences C1 C2 C3 et T2 viseacutees par leacutepreuve E62Compeacutetence C1 Choisir les nouveaux composants et technologies Adapter le scheacutema structurel existant Valider les nouvelles structures partielles par simulation etou sur carte deacutetude Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C2 Analyser les fonctions logicielles fournies Mise au point de ces fonctions par tests sur carte deacutetude Produire les fonctions logicielles corrigeacutees Reacutediger le rapport deacutetude

Compeacutetence C3 Produire le dossier de fabrication Reacutealiser et cacircbler la maquette

Compeacutetence T2 Tester la reacutealisation des fonctions internes En eacutequipe tester certaines fonctions de service de lOT Reacutediger le rapport de test et la synthegravese Adapter le scheacutema structurel existant

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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8Ta

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Equipe OT1Controcircleur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 1 Fonction secondaire Commande PWM de FP1 et FP2 pourmoteur BLDC triphaseacute de type sinusoiumldalObjectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (tacircche de leacutetudiant 2) les preacutelegravevements des tension et courants (tacircche de leacutetudiant 2) un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures de protection et la configuration du dsPIC

Etudiant 2 Fonction FP6 Preacutelegravevements tensions et courants (capteurs decourant agrave effet Hall)Fonction secondaire Coupure de roue libre de FP1 et FP2Objectifs Reacutealiser une maquette agrave implanter dans un boicirctier dissipateurBEX-803 de BOX ENCLOSURE (160x100x45mm) comportant le pont triphaseacute agrave transistors MOS preacuteceacutedeacutes de ses drivers

ainsi que les structures de protection (tacircche de leacutetudiant 1) un connecteur pour la liaison avec la batterie un connecteur pour la liaison avec le moteur une entreacutee poigneacutee de commande en tension sur un

connecteur speacutecifique le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements des tension et courants un connecteur DB25 pour la liaison avec le microC des maquettes

des eacutetudiants 3 4 ou 5 et la fourniture du 12VValider expeacuterimentalement les choix des composants desstructures et la configuration du dsPIC

Etudiant 3 Fonction FP5 Gestion du bus USBFonction secondaire Deacutecodage trames NMEA de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC le circuit inteacutegreacute de passerelle UARTUSB un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie via un

module dadaptation de niveaux amovible un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physiqueliaison et de la fonction Deacutecodage trames NMEA

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Ada

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Eacuteta

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test

s su

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maq

uette

Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

Etud

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 37 sur 57

Etudiant 4 Fonctions secondaires Gestion SD Card et FAT de FP7Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un connecteur pour une SD Card standard un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DIN6 pour la connexion du GPS seacuterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison et des fonctions de la bibliothegraveque FAT utiliseacutees

Etudiant 5 Fonction secondaire Identification de la clef codeacutee et Gestiondu bus I2C (liaison au tableau de bord) de FP5Objectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC un bornier de connexion du iButton un connecteur de liaison I2C au tableau de bord un connecteur DB25 pour la liaison avec les maquettes des

eacutetudiants 1 ou 2 un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTests et validations des fonctions des couches physique etliaison des 2 bus

Equipe OT2Tableau de

bord

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 6 Fonctions auxiliaires dalimentationFonction FP4 Horloge autonomeObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 7 Fonction FP3 Affichage graphiqueObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Test validation et caracteacuterisation des fonctions

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 38 sur 57

Etudiant 8 Fonction FP7 Gestion du bus I2CObjectifs Reacutealisation dune maquette de lOT complet sinteacutegrant dans leboicirctier conccedilu agrave cet usage par Velectris Elle comporte lalimentation des structures eacutelectroniques et des leds de reacutetro-

eacuteclairage lalimentation de sauvegarde de lhorloge le microcontroleur et le connecteur JTAG deacutemulation le LCD et les boutons poussoirs adapteacutes au boicirctier le connecteur de liaison au controcircleur (I2C et alim)Tests et validations des fonctions des couches physique etliaison

Equipe OT3BMS

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 9 Fonction FP1 Coupure (fusible eacutelectronique)Fonction FP2 Preacutelegravevement du courantFonction auxiliaire Alimentation des structures eacutelectroniques duBMSObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le fusible eacutelectronique (fonction Coupure de roue libre) les preacutelegravevements du courant dans la batterie les douilles 4mm de liaison agrave la maquette de leacutetudiant 11 et

au controcircleurTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 10 Fonction FP2 Preacutelegravevement des tensionsFonction FP3 Surveillance de la tension de chaque eacuteleacutementFonction FP6 Equilibrage des eacuteleacutements en chargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation les structures de preacutelegravevement de la tension de chacun des 10

eacuteleacutements de la batterie les structures deacutequilibrage du courant de charge de chacun de

ces eacuteleacutements les douilles 4mm de connexion agrave la batterie et agrave la maquette

de leacutetudiant 10 le connecteur de liaison aux 10 eacuteleacutements de la batterieTest validation et caracteacuterisation des fonctions

Etudiant 11 Fonction FP6 Surveillance de la tempeacuteratureFonction FP8 Gestion du bus I2C agrave isolation galvaniqueObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC et le connecteur JTAG deacutemulation le capteur de tempeacuterature I2C coupleacute agrave un eacuteleacutement agrave

eacutechauffement reacuteglable pour les tests la structure du transmetteur I2C bidirectionnel le connecteur de liaison I2C avec les autres BMSTests et validations des fonctions des couches physique etliaison

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 39 sur 57

Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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BM

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Equipe OT4Chargeur

Nom - Preacutenom Fonctions et tacircches principales agrave deacutevelopper par rapport auproduit

Etudiant 12 Fonction secondaire Conversion DC-DC de FP1 Controcircle de lachargeObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant le convertisseur DC-DC de type push-pull les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation (tacircche de leacutetudiant 14) le CAN sigma delta 16 bits (tacircche de leacutetudiant 14) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 13 Fonction secondaire Mesure reacutesistance interne de FP1Controcircle de la chargeObjectifs son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de geacuteneacuteration de la consigne de reacutegulation du

courant de mesure la structure de la fonction Mesure reacutesistance interne les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieReacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microCTest validation et caracteacuterisation de la fonction

Etudiant 14 Fonction FP2 Preacutelegravevement tension et courantFonction secondaire Alimentation des structures eacutelectroniquesObjectifs Reacutealisation dune maquette autonome comportant son propre microC de la seacuterie PIC24 la structure de lalimentation des fonctions eacutelectroniques les capteurs de tension et de courant pour les 2 boucles de

reacutegulation le CAN sigma delta 16 bits les structures de geacuteneacuterations des consignes de reacutegulations

tension et courant (tacircche de leacutetudiant 12) le convertisseur DC-DC de type push-pull (tacircche de

leacutetudiant 12) les douilles 4mm de connexion agrave la batterie un connecteur DB9 macircle pour le bootloader seacuterieTest validation et caracteacuterisation de la fonction

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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7 Exploitation peacutedagogiqueCompeacutetences terminales eacutevaluables

Tacircches geacuteneacuteriques Ada

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Action des eacutetudiants

C1 C2 C3 T2 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14A Recherche etou exploitation de documents techniques en franccedilais ou en anglais

relatifs agrave un produit ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XB Analyse du cahier des charges du produit et extraction des speacutecifications associeacutees

agrave sa mission ( ( ( ( X X X X X X X X X X X X X XC Analyse fonctionnelle organique et structurelle dun systegraveme technique ou objet

technique ( ( X X X X X X X X X X X X X X

D Eacutelaboration drsquoun dossier drsquoaide au choix technique et eacuteconomique en vue decomparer plusieurs solutions techniques ( (

E Participation agrave leacutevaluation des coucircts de revient des produits eacutelaboreacutes parlentreprise agrave lrsquoanalyse 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 agrave lrsquoeacutelaboration du scheacutema structurel avec choix technologiques descomposants et justifications eacutecrites ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

G Eacutetablissement du dossier (scheacutemas structurels speacutecifications eacutelectriques hellip)neacutecessaire agrave la reacutealisation de la maquette ( ( ( X X X X X X X X X X X X X X

H Eacutetablissement du plan dorganisation technique des tacircches pour reacutealiser tout oupartie 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 XJ Suivi de processus dachats X X X X X X X X X X X X X XK Fabrication et assemblage de tout ou partie de maquette X X X X X X X X X X X X X XL Suivi dune production

M Reacutealisation et mise au point dun module de logiciel associeacute agrave la maquette X X X X X X X X X X X X X XN Intervention technique conduisant agrave la mise en conformiteacute 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 Eacutelaboration de dossiers explicitant les tests eacutelectriques et fonctionnels agrave effectuersur la maquette et validation des moyens pour les reacutealiser X X X X X X X X X X X X X X

Q Participation agrave leacutelaboration des notices dutilisation et de maintenance pour leclient

R Veacuterification et validation agrave toutes les eacutetapes de la conception du produit de laconformiteacute des caracteacuteristiques avec les speacutecifications du cahier des charges

X X X X X X X X X X X X X XS Participation agrave leacutelaboration dun dossier destineacute agrave la recette de la maquette X X X X X X X X X X X X X XU Maintenance sur site et reacutedaction de fiches dintervention Constitution dun

reacutepertoire des deacutefauts et formalisation du retour dexpeacuterience

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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8 Planification temporelle preacutevisionnelle81 OT1 Controcircleur

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82 OT2 Tableau de bord

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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82 OT2 Tableau de bord

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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82 OT2 Tableau de bord

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83 OT3 BMSEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

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Si oui Liste des sous traitants

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Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

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Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 56 sur 57

10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

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Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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84 OT4 Chargeur de batterieEt

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 55 sur 57

85 Calendrier preacutevisionnel

Remise des sujets de projet courant janvier Deacutebut du projet Semaine 2

Revue Ndeg1 Semaine 5

Revue Ndeg2 Semaine 11

Revue Ndeg3 Semaine 17

Remise des dossiers techniques (au chef de centre) Deacutebut juin

Sous eacutepreuve E6-2

9 Condition drsquoeacutevaluation pour leacutepreuve E6-2

Disponibiliteacute des eacutequipements

Leacutequipement sera-t-il disponible (cas du projet deacuteveloppeacute enentreprise)

oui non

Si non Comment proceacutedera-t-on (disponibiliteacute de la maquette dans le centre de formation hellip)

Atteintes des objectifs du point de vue clientQue devra-t-on observer agrave la fin du projet qui teacutemoignera de latteinte des objectifs fixeacutes du point devue du client Le client (le pdg de lentreprise) sera un membre de la commission dinterrogation Lobjectif estla validation (positive ou neacutegative) des fonctions dont les eacutetudiants ont la charge en vue duneinteacutegration par un bureau deacutetude sous-traitant

Dans le cas du projet deacuteveloppeacute en entreprise

Recours agrave une ou plusieurs entreprises soustraitantes

oui non

Si oui Liste des sous traitants

MTA

Missions

Reacutealisation de cartes

Pilotage

CREMMEL

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BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 56 sur 57

10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 56 sur 57

10 Observation de la commission de validationCe document initial comprend 56 pages et les documents annexes suivants ceux listeacutes au sect55(A remplir par lacommission de validationqui valide le sujet deprojet)

a eacuteteacute utiliseacute par la Commission Inter Acadeacutemique de validationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

qui sest reacuteunie agrave helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip le hellip 200hellip

Contenu du projet Deacutefini Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Choix du support

Problegraveme agrave reacutesoudre

Appartient agrave un des champs technologiques du RAP

Coheacuterent techniquement Pertinent agrave un niveau BTS

Complexiteacute technique (lieacutee au support ou au moyen utiliseacutes) Suffisante Insuffisante exageacutereacutee

Coheacuterence peacutedagogique(relative aux objectifs de lrsquoeacutepreuve) Le projet permet lrsquoeacutevaluation de toutes les compeacutetences terminales

Chaque candidat peut ecirctre eacutevalueacutes sur chacune des compeacutetences terminales

Planification des tacircches demandeacutees auxeacutetudiants deacutelais preacutevus hellip

Projet hellipDeacutefini amp raisonnable Insuffisamment deacutefini non deacutefini

Les revues de projet sont-elles preacutevues (dates modaliteacutes eacutevaluation) Oui Non

Conformiteacute par rapport au reacutefeacuterentielet agrave la deacutefinition de leacutepreuve Oui Non

Observations

Avis formuleacute par la commission de validation Sujet accepteacuteen leacutetat

Sujet agrave revoir Conformiteacute au Reacutefeacuterentiel de Certification Complexiteacute Deacutefinition et planification des tacircches Critegraveres deacutevaluation Autres

Sujet rejeteacuteMotif de la commission

Nom des membres de la commission de validation inter acadeacutemique Nom Etablissement Acadeacutemie Signature

Visa de lautoriteacute inter acadeacutemique Nota

(nom qualiteacute Acadeacutemie signature)Ce document est contractuel pour la sous-eacutepreuve E6-2 (ProjetTechnique) et sera joint au Dossier Technique de leacutetudiantEn cas de modification du cahier des charges un avenant sera eacutelaboreacuteet joint au dossier du candidat pour preacutesentation au jury en mecircmetemps que le carnet de suivi

Epreuve projet technique Dossier contrat de projet Strasbourg ndash Session 2008

BTS Systegravemes eacutelectroniques Page 57 sur 57

1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

10 OBSERVATION DE LA COMMISSION DE VALIDATION 56

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1 PREacuteSENTATION ET SITUATION DU PROJET DANS SON ENVIRONNEMENT1

11 CONTEXTE DE REacuteALISATION 112 SITUATION DU PROJET 213 OBJECTIFS PROFESSIONNELS DU PROJET 2

2 PREacuteSENTATION DU PROJET 3

3 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL 4

31 EXPRESSION DU BESOIN432 CONTRAINTES ET LIMITES DEacuteTUDE 833 CARACTEacuteRISATION DES FONCTIONS DE SERVICE 9

4 ANALYSE FONCTIONNELLE INTERNE 11

41 DIAGRAMMES SAGITTAUX 11411 Exploitation sur un veacutelo 11412 Parameacutetrage du controcircleur et du BMS au service technique de VELECTRIS 13413 Charge et controcircle de la batterie au service technique de VELECTRIS 14

42 SCHEacuteMAS FONCTIONNELS DE NIVEAU II 16421 OT1 Controcircleur 16422 OT2 Tableau de bord 16423 OT3 BMS 17424 OT4 Chargeur LiPo 17

5 MOYENS PREacuteLIMINAIRES DISPONIBLES ET CONTRAINTES DE REacuteALISATION 18

51 SPEacuteCIFICATIONS 18511 OT1 Controcircleur 18512 OT2 Tableau de bord (TdB) 22513 OT3 BMS 25514 OT4 Chargeur LiPo 28

52 CONTRAINTES LIEacuteES Agrave LARCHITECTURE MATEacuteRIELLE OU LOGICIELLE 30521 Principaux logiciels mis en œuvre 30522 Principales structurescomposants agrave valider 30523 Principales fonctions logicielles agrave valider 31524 Organisation mateacuterielle 31525 Organisation logicielle 31

53 CONTRAINTES SPEacuteCIFIQUES LIEacuteES Agrave LENVIRONNEMENT 3154 CONTRAINTE EacuteCONOMIQUE 3255 DOCUMENTS ET MOYENS TECHNOLOGIQUES MIS Agrave DISPOSITION 3256 EXIGENCES QUALITEacute Agrave RESPECTER 34

561 Exigences qualiteacute sur le produit agrave reacutealiser 34562 Exigences qualiteacute sur le deacuteveloppement 34563 Exigences qualiteacute sur la documentation agrave produire 34564 Exigences qualiteacute sur la livraison 34565 Exigences qualiteacute sur lrsquoenvironnement drsquoexploitation 34

6 REacutePARTITION DES TAcircCHES PAR EacuteTUDIANT 35

7 EXPLOITATION PEacuteDAGOGIQUE 40

8 PLANIFICATION TEMPORELLE PREacuteVISIONNELLE 41

81 OT1 CONTROcircLEUR 4182 OT2 TABLEAU DE BORD 4683 OT3 BMS 49OT4 CHARGEUR DE BATTERIE 5285 CALENDRIER PREacuteVISIONNEL 55

9 CONDITION DrsquoEacuteVALUATION POUR LEacutePREUVE E6-2 55

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