ii le balisage maritime
FONCTION « Détection et Signalisation Défaut Lampe » .... pour remplacer les
lampes par des leds tout comme pour les feux tricolores de signalisation routière.
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es : RENVOIPAGE _Toc54499743 \h 8
IV.7 Les panneaux solaires : RENVOIPAGE _Toc54499744 \h 9
V ETUDE FONCTIONNELLE RENVOIPAGE _Toc54499745 \h 12
V.1 DIAGRAMME SAGITAL : RENVOIPAGE _Toc54499746 \h 12
V.2 ELEMENTS DU DIAGRAMME SAGITAL : RENVOIPAGE _Toc54499747 \h 12
V.3 LIAISONS DU DIAGRAMME SAGITAL : RENVOIPAGE _Toc54499748 \h 12
V.4 ETUDE DES MILIEUX ASSOCIES : RENVOIPAGE _Toc54499749 \h 13
V.5 FONCTION DUSAGE DE LOBJET TECHNIQUE : RENVOIPAGE _Toc54499750 \h 14
V.6 SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II RENVOIPAGE _Toc54499751 \h 14
V.7 SCHEMA FONCTIONNEL DE PREMIER DEGRE RENVOIPAGE _Toc54499752 \h 15
V.8 ROLE DES DIFFERENTES FONCTIONS PRINCIPALES : RENVOIPAGE _Toc54499753 \h 16
VI ANALYSE FONCTIONNELLE DE SECOND DEGRE RENVOIPAGE _Toc54499754 \h 17
FONCTION « Adaptation et régulation en puissance» RENVOIPAGE _Toc54499755 \h 17
I Présentation RENVOIPAGE _Toc54499756 \h 17
II Schéma fonctionnel de second degré de Fp1: RENVOIPAGE _Toc54499757 \h 18
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp1: RENVOIPAGE _Toc54499758 \h 18
Fonction « Génération RYTHME » RENVOIPAGE _Toc54499759 \h 20
I Présentation RENVOIPAGE _Toc54499760 \h 20
II Schéma fonctionnel de degré II : RENVOIPAGE _Toc54499761 \h 20
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp2: RENVOIPAGE _Toc54499762 \h 21
FONCTION « Détection et Signalisation Défaut Lampe » RENVOIPAGE _Toc54499763 \h 22
I Présentation RENVOIPAGE _Toc54499764 \h 22
II Schéma fonctionnel de second degré: RENVOIPAGE _Toc54499765 \h 23
III Description des différentes fonctions de second degré de FP3 RENVOIPAGE _Toc54499766 \h 23
FONCTION « Contrôle charge batterie » RENVOIPAGE _Toc54499767 \h 25
I Présentation RENVOIPAGE _Toc54499768 \h 25
II Schéma fonctionnel de second degré de FP4: RENVOIPAGE _Toc54499769 \h 25
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp4: RENVOIPAGE _Toc54499770 \h 26
FONCTION « Elaboration des tensions dalimentations » RENVOIPAGE _Toc54499771 \h 28
I Présentation RENVOIPAGE _Toc54499772 \h 28
II Schéma fonctionnel de second degré de FA: RENVOIPAGE _Toc54499773 \h 29
III Description des différentes fonctions de second degré de FA: RENVOIPAGE _Toc54499774 \h 29
FONCTION «Conversion énergie électrique / énergie lumineuse rythmée» RENVOIPAGE _Toc54499775 \h 31
I PRESENTATION RENVOIPAGE _Toc54499776 \h 31
II Schema fonctionnel de second degre 2: RENVOIPAGE _Toc54499777 \h 32
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp5: RENVOIPAGE _Toc54499778 \h 32
VII Constitution du dossier de synthèse RENVOIPAGE _Toc54499779 \h 35
VIII ANNEXE : Tableau des différents rythmes RENVOIPAGE _Toc54499786 \h 37
I PRESENTATION GENERALE :
Le support du bac 2004 est une balise maritime située à lentrée du port de ROYAN fabriquée par les sociétés GISMAN (mécanique :Changeur de lampe) et BRM industrie (électronique).
Balise à lentrée du port de Royan (photo Robert Carceller)
En navigation maritime, une balise est un repère servant de guide ou d'avertissement. Elle est généralement érigée sur une hauteur près de la côte, sur des rochers ou des écueils dangereux. Certaines balises peuvent émettre des signaux lumineux.
II LE BALISAGE MARITIME :
Il sagit de lensemble des moyens mis en uvre pour signaler les côtes et les passes navigables. Ces dispositifs visuels, sonores ou radioélectriques sont constitués par les phares, les feux, les bouées et les amers .
II.1 les différents repères visuels en mer
Sur la côte et également sur des rochers au milieu de l'eau se trouvent les phares. Ceux-ci sont identifiés de jour par leur forme et leur couleur comme d'autres amers tels que les châteaux d'eau : ils permettent de se repérer sur l'eau. De nuit, c'est par la période, la couleur et la durée des éclairs lumineux que l'on peut les identifier.
* Amer : édifice (clocher, château deau, construction isolée
) fixe et visible situé sur la côte. Les amers servent de points de repère aux navigateurs pour tracer leur route.
D'après le Bureau des Phares et Balises de France, un phare est un établissement de signalisation maritime qui respecte au moins deux critères parmi les quatre ci-dessous : - Pour la fonction : établissement de grand atterrissage ou de jalonnement.
- Pour la hauteur : établissement d'une hauteur totale au-dessus du sol de plus de 20 mètres.
- Pour l'intensité : établissement dont le feu est d'une intensité suffisamment importante (supérieure à 100000 candélas).
- Pour linfrastructure : établissement abritant dans son enceinte un ou plusieurs bâtiments du bureau des phares et balises
Sur l'eau, ce sont des bouées que l'on trouve:
- Les bouées cardinales jaunes et noires, surmontées de deux triangles, qui indiquent un danger. Si on place les quatre bouées aux points cardinaux, le danger se trouve au centre.
- Les bouées de balisage d'un chenal de couleur verte conique à tribord et de couleur rouge cylindrique à bâbord indiquent le sens d'entrée du port.
- Les bouées de danger isolé sont noires avec une ou plusieurs bandes rouges et sont superposées de deux disques noires ; ces balises se trouvent sur le danger (ex : rocher).
- Les bouées de couleur jaune surmontées dune croix indique un danger à éviter (ex : câble sous marin.)
- La bouée d'eau saine rayée verticalement en rouge et blanc indique le début des eaux profondes à la sortie d'un port.
(Ce type de balisage a une limite, non seulement il faut que la visibilité soit convenable mais la nuit il peut représenter un danger de collision.)
- La bouée visible la nuit avec des signaux lumineux.. Ces informations sont de plusieurs types: la couleur et la portée de la source lumineuse, la hauteur du feu sur l'eau, la période du balayage ainsi que la "forme d'onde".
En résumé, les balises sont situées à l'entrée et à la sortie d'un port. Les balises servent à montrer des passages pour les bateaux. Les phares, feux et bouées servent à signaler des dangers.
Feux dentrée de ports Bouée en mer Le feu de la Tour
(photo AlainGuyomard) (photo « Cest pas Sorcier ») des Sables d'Olonne
(photo A.M.R)
II.2 Les autres repères en mer :
Toutes ces aides visuelles sont complétées voire remplacées par dautres systèmes tels que :
- réflecteurs passifs de radar qui donnent au radar embarqué sur le navire un écho important garantissant un positionnement
- Le RACON appareil situé sur un point fixe ou flottant qui interrogé par radar donne sa position par rapport au navire
- le système GPS (global position system) ou le système GLONASS (Global navigation sattelit system). Ces systèmes assurent la couverture complète des côtes de France.
III LE BUREAU DES PHARES ET BALISES :
Le service des phares et balises a été créé en 1792, il est aujourdhui rattaché à la direction centrale des affaires maritimes. Il est chargé de la mise en place et de la maintenance de tous les systèmes daides à la navigation maritime en métropole et dans les départements doutre mer, mais aussi des voies de navigation intérieures, lacs et plans deau. Les utilisateurs signalent les problèmes quils rencontrent pour naviguer.
Ce service dispose de baliseurs , de bateaux qui mouillent et entretiennent les bouées.
Leur rôle est de vérifier la position des bouées, leur état, la ligne de mouillage, de les dépanner. Sil le faut, la bouée, son mouillage (chaîne plus le corps mort), sont hissés sur le pont, certaines bouées peuvent atteindre 10 tonnes, et elles sont réparées sur place, ou bien ramenées à terre si les dégâts sont trop importants, suite à une collision avec un navire, par exemple. Le nettoyage est nécessaire. Les moules viennent rapidement se coller sur les bouées. Celles ci peuvent causer un enfoncement de la bouée qui devient alors moins visible pour les marins.
IV Les différentes parties dune balise :
IV.1 La commande de la balise :
Aujourd'hui la commande d'une balise est électronique, le coffret ou la carte de commande assure plusieurs fonctions :
La fonction éclipseur : grâce à une détection par cellule photoélectrique ou photo-transistor de la lumière ambiante, le feu va s'allumer seulement de nuit.
La fonction rythme : une mémoire programmée EEPROM contient tous les rythmes normalisés, le choix se fait grâce à une roue codeuse.
La fonction limiteur pour les feux solaires : cette fonction éteint le feu en cas de décharge excessive de la batterie pour éviter de la mettre trop à plat.
Les fonctions détection : la détection de fonctionnement de la lampe permet de mettre en route la deuxième lampe ou un feu de secours.
IV.2 La source lumineuse :
La source lumineuse est souvent une lampe à halogène et parfois au xénon.
Elle se compose de deux parties :
Une ampoule cylindrique en quartz renfermant un filament au tungstène
Un culot assurant la continuité électrique et léchange thermique avec la douille support ainsi que la focalisation du filament.
Les caractéristiques principales sont :
Tension dalimentation : 12 V
Puissance : 5,10 ou 20W
Durée de vie :2000 heures en moyenne
A ce jour des études sont en cours pour remplacer les lampes par des leds tout comme pour les feux tricolores de signalisation routière.
Avantages : Consommation , durée de vie
Inconvénients : difficulté à produire une lumière blanche avec des leds, portée lumineuse
IV.3 Rythme lampe :
Les signaux émis par les balises doivent permettre de les identifier; ils ont donc des caractères propres. Ils sont blancs (si le secteur est sain), ou colorés (s'il y a danger), fixes ou intermittents et rythmés ; dans ce cas, ils peuvent être à éclairs (éclats brefs) ou scintillants (cadence rapide). Ces effets sont obtenus par rotation soit du bloc optique de la lanterne, soit de panneaux d'occultation. Les feux de direction concentrent la lumière sur un point fixe, qu'ils servent à indiquer.
La répartition des temps de lumière et dobscurité donne le rythme du feu.
Exemples de rythmes :
Feu à éclats :
Les temps de lumière, dits « éclats », sont beaucoup plus courts que les temps dobscurité, et tous les éclats sont de même durée
exemple
Durée du cycle=3.5s
Feu à éclats de lumière blanche : 0.5s. durée approximative dobscurité 3s
Feu isophage :
Les temps de lumière et temps dobscurité sont dégale durée.
Feu scintillant :
Feu isophage à rythme rapide (plus de 40 alternances par minute).
exemple
Durée du cycle=2/10s
Durée du scintillement :1/10s
Feu à occultations régulier :
Ce type de feu est obtenu par rotation de panneaux doccultation.. Le temps dobscurité, dits « occultations » sont beaucoup plus courts que les temps de lumière et toutes les occultations sont de même durée.
Exemple :
Durée du cycle =6s
Feu à lumière blanche, occulté une fois
Durée approximative déclairage :5s. Durée approximative doccultation 1s.
Feu alternatif :
Durée du cycle=6s
Feu alternatif rouge, blanc et vert.
Période 6s : rouge=2s,blanche=2s,verte=2s
Feu à signes morses :
Durée du cycle 14s
Feu à lumière blanche
Trois signaux courts (1/10s) et un long (3.5s), suivis dune obscurité de 7.5s.
IV.4 Loptique :
Un système optique peut être mis en place, ce qui permet daugmenter lintensité lumineuse des lampes, la visibilité de la balise peut être ainsi augmentée. Ce système optique sappelle « lentilles de Fresnel » du nom de leur inventeur. Il est réalisé en polycarbonate résistant aux ultra violets. La lanterne sert à protéger la lampe du vent et de la pluie.
IV.5 Le changeur de lampes ou lampe de secours :
Selon lemplacement de la balise on choisira un système à deux lampes (à commutation électronique) ou un changeur de lampes (six lampes au total, à commutation mécanique).
Changeur de lampes :
Le changeur de lampe se branche à la place de la lampe principale. Il assure lui même le contrôle de la lampe grâce à une carte électronique. Si le courant s interrompt dans la lampe, le moteur est mis en route et sarrête par lintermédiaire dun ILS commandé par des encoches sur le barillet.
IV.6 Les batteries :
Des batteries étanches équipent toutes les bouées solaires ainsi que les feux de port de petites puissances (inférieures à 40W). Les batteries étanches utilisées le plus souvent ont des capacités de 38, 60, 80 Ampères Heures. Ces batteries de 12Volts sont parfois montées par 2 ou 4 en parallèle pour augmenter la capacité de stockage.
Avantages : solidité, encombrement, manipulation aisée, prix, pas dentretien Inconvénients : durée de vie, rendement, stockage.
Le jour , le feu nest pas en fonctionnement, lénergie électrique produite par le panneau solaire est stockée dans la batterie. Selon lensoleillement le panneau solaire délivre à la batterie un courant de charge via la carte énergie qui permet de contrôler létat de charge. Lorsque la tension de 14.5V est atteinte, la carte commande la coupure par ouverture du circuit pendant une période de deux minutes.
La nuit, le feu étant en fonctionnement, lénergie électrique est restituée aux différents éléments de la balise. La lampe est éteinte la nuit si la tension aux bornes de la batterie est inférieure à 11.5V, ceci afin déviter une décharge trop profonde de la batterie.
Une protection est prévue pour éviter la décharge de la batterie la nuit dans le panneau solaire
Le calcul de la capacité de la batterie à utiliser est fonction :
De la consommation journalière du feu
Dun coefficient variant suivant la zone géographique dans laquelle est située le feu
De la technologie propre à la batterie
IV.7 Les panneaux solaires :
Depuis maintenant 20 ans l'énergie solaire est utilisée pour les phares et balises, toutes les bouées anciennement à gaz sont aujourd'hui "solarisées". Toutes les tourelles et feux difficiles d'accès, une fois solarisés, demandent beaucoup moins d'entretien et deviennent plus fiables. Lénergie solaire est très bien adaptée comme source dénergie pour une balise :
la consommation est relativement faible, taux de fonctionnement de 20% à 50% selon les rythmes
les feux ne fonctionnent que la nuit
les emplacements des balises sont dégagés
Il est relativement aisé dintégrer les modules solaires aux édifices maritimes existants.
Constitution dun panneau solaire
Le panneau solaire se présente sous la forme dun panneau rectangulaire constitué par lassemblage de cellules photovoltaïques. Une cellule photovoltaique produit toujours une tension d'environ 0,5 V, quelle que soit sa surface. Pour obtenir des niveaux de tension plus élevés, les cellules individuelles sont reliées en série pour que leurs valeurs s'additionnent. En revanche, le courant est proportionnel à la surface des cellules. L'association en parallèle permet d'ajouter les courants. Les associations série-parallèles sont possibles si les tensions sont identiques.
Ces ensembles de cellules sont ensuite encapsulés dans des modules étanches qui les préservent de l'humidité et des chocs. Les modules peuvent être assemblés en panneaux, eux-mêmes interconnectés pour former un champ de modules. Dans une installation, l'ensemble des champs de modules constitue le champ photovoltaïque.
b)La cellule photovoltaïque (définition extraite de l'Apex ):
La cellule photovoltaïque ou photopile est un composant électronique à semi-conducteur (silicium). L'absorption de la lumière crée des charges positives et négatives qui sont séparées et collectées par une grille en face avant et un contact en face arrière. La conversion directe de la lumière en électricité dans un semi-conducteur, appelée "effet photovoltaïque" fut découverte par le physicien français Becquerel au siècle passé.
Puissance
Les modules solaires existent en différentes puissances, 10, 20, 50, 80 Watts, ils sont choisis en fonction de leurs encombrement et de la puissance nécessaire.
Le dimensionnement dun panneau solaire se fait en fonction de plusieurs paramètres:
la puissance du feu
la consommation des appareillages hors lampe
le rythme du feu (taux de travail)
les données d'ensoleillement
la latitude
l'autonomie désirée
La puissance d'un module est fournie en watt-crête, production du panneau dans des conditions optimales, c'est-à-dire à 25°C sous un éclairement de 1000 W/m².
De nombreux facteurs déterminent la puissance réelle disponible:
1 - Le lieu:
Selon la latitude, les rayons solaires traversent une couche plus ou moins importante d'atmosphère. De la latitude dépendent également les variations saisonnières et le climat.
Un horizon dégagé permet de profiter au maximum de l'éclairement jusqu'au coucher du soleil, ce qui n'est pas le cas dans une région montagneuse ou dans un site encaissé. Il convient de comparer la ligne d'horizon locale avec la course du Soleil, afin d'estimer l'effet prévisible des obstacles au rayonnement.
2 - Les conditions météo
Un panneau solaire est sensible au rayonnement direct et à la lumière diffuse. Cette dernière n'est pas à négliger. Elle permet de dépasser la puissance maximum attendue uniquement avec le rayonnement direct ou de restituer de la puissance lorsque le soleil est masqué.
Il ne faut pas hésiter à consulter des sites d'archives météo pour optimiser les performances d'un système. Les cartes d'heures d'ensoleillement ne sont pas d'un grand secours car elles ne rendent pas compte de l'énergie réelle qu'on peut attendre. Il faut leur préférer les cartes montrant la puissance reçue par m2 au sol. Elles sont disponibles en moyenne annuelle ou selon les saisons.
3 - L'orientation des panneaux
Lorsque le rayonnement incident provient d'une direction inclinée par rapport à la normale au module, le rayonnement absorbé de façon utile diminue. La plus grande partie de cette diminution s'explique de façon purement géométrique : la surface effective "vue par le rayonnement" varie comme le cosinus de l'angle d'incidence.
La diminution de la puissance absorbée est encore accentuée par des raisons optiques : les réflexions sur la paroi extérieure ou sur la surface des cellules, augmentent avec l'angle d'incidence.
Dans nos régions, en l'absence d'informations précises, il faut orienter les panneaux plein sud.
Le choix optimum de l'inclinaison dépend du critère d'optimisation. Si le but est de maintenir une production intéressante d'énergie même pendant la mauvaise saison, l'inclinaison optimum est supérieure (d'environ 15°) à la latitude du lieu. Si le but est d'obtenir une production annuelle élevée, l'inclinaison optimum est inférieure à la latitude du lieu. Pour éviter les salissures trop rapides des modules ou une accumulation de neige, une inclinaison minimum de 10 à 15° est cependant souhaitable. Des contraintes architecturales peuvent aussi conduire à faire un choix non optimum. Un écart d'une dizaine de degrés par rapport à l'optimum n'a qu'une influence de quelques % sur les performances du module
Le facteur de correction à appliquer peut être déduit des différents angles par rapport à lhorizontale et par rapport au Sud comme ceci
0°30°60°90°Est0,930,900,780,55 Sud-Est0,930,960,880,66 Sud0,931,000,910,68 Sud-Ouest0,930,960,880,66 Ouest0,930,900,780,55 V ETUDE FONCTIONNELLE
V.1 DIAGRAMME SAGITAL :
V.2 ELEMENTS DU DIAGRAMME SAGITAL :
Balise : Cest lobjet technique du système qui fournit un code lumineux la nuit ou par temps sombre signalant la présence décueils. Le code lumineux émis ainsi que la forme de la balise sont fonction du lieu géographique où elle est installée.
Marin : définit la route maritime à suivre en fonction de sa position, de la situation et la nature du signal lumineux codé la nuit ; de la forme et des couleurs de la balise le jour.
Opérateur de maintenance : Dépanne ou contrôle lobjet technique
Opérateur local : Agent de service des phares et balise, il gère et surveille létat de fonctionnement de lensemble des phares et balises situées sur la portion de côte dont il a la charge. Il prévient lagent de maintenance pour intervention en cas de panne.
Soleil : fournit lénergie au panneau solaire de la balise.
V.3 LIAISONS DU DIAGRAMME SAGITAL :
L1 : Energie solaire
L2 : Informations (allure de la balise ou rythme lumineux) définissant le lieu géographique ou la nature du danger
L3 : Informations liées à létat de fonctionnement de la balise
L4 : Contrôle létat de la balise
L5 : Informations liées à la nature des défauts sur une balise
L6 : Informations liées à létat de fonctionnement de la balise
L7 : Entretien et répare la balise
V.4 ETUDE DES MILIEUX ASSOCIES :
Milieu humain :
Les balises doivent fonctionner en autonomie. Lintervention est limitée aux dépannages et contrôles définis par la société des phares et balises.
Milieu économique :
Les différents constituants mécaniques , électriques et électroniques participant à la génération du code lumineux doivent être standards. Ils sont configurables suivant le lieu où ils vont être installés et le type dénergie choisi.
Milieu physique :
Lenvironnement des phares et des balises est souvent hostile : tempête , humidité, sel, soleil.
Toute la partie électronique est confinée à lintérieur de la balise dans un boîtier étanche. Selon le lieu (port, rivière, mer) on choisira un changeur de lampe ( six lampes) ou un système à deux lampes pour minimiser la partie mécanique.
La situation des balises sur récifs ne permet pas un accès facile aux agents de maintenance, doù la nécessité de concevoir des balises nécessitant un minimum de maintenance ( détection lampe en panne et remplacement de la lampe). Les balises en mer ne permettent pas toujours une liaison électrique avec le territoire doù la nécessité de leur adjoindre un dispositif assurant leur autonomie en énergie (panneau solaire, éolienne, groupe électrogène).
Milieu technique :
Les balises étant autonomes en énergie, il faut éteindre la balise le jour et mettre en veille le système (économiseur) pour minimiser la consommation dénergie.
V.5 FONCTION DUSAGE DE LOBJET TECHNIQUE :
Lobjet technique est une balise maritime qui doit :
émettre un signal lumineux codé représentatif dun lieu géographique
être autonome en énergie
détecter ses défauts de fonctionnement (défauts lumineux, défauts dalimentation en énergie) et y remédier si possible (changement automatique de lampe) pour assurer la continuité du service.
V.6 SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II
V.7 SCHEMA FONCTIONNEL DE PREMIER DEGRE
V.8 ROLE DES DIFFERENTES FONCTIONS PRINCIPALES :
FP1 :
Adapte et régule la tension aux bornes de la lampe active afin déviter une usure prématurée de la lampe et commute la lampe 2 en cas de dysfonctionnement de la lampe 1.
FP2 :
Génère un signal dont la période et le rapport cyclique sont représentatifs du code lumineux à émettre
FP3 :
Détecte si une lampe est hors dusage ; en cas de panne de la lampe 1, elle élabore le signal de commande de la lampe 2 et fournit une information visuelle sur létat des deux lampes.
FP4 :
Surveille la conversion de l énergie lumineuse issue des panneaux solaires en énergie électrique et le stockage dans la batterie. Si le niveau de tension aux bornes de la batterie devient trop élevé, la batterie est temporairement déconnectée du panneau solaire.
FP5 :
Produit un signal lumineux rythmé image de lemplacement de la balise et commute la lampe suivante dans le cas de lutilisation du changeur de lampe.
FA :
Détecte le niveau densoleillement et en fonction de celui ci élabore les différentes tensions dalimentation sil ny a pas de défaut au niveau des lampes et si le niveau de tension de la batterie est correct.
VI ANALYSE FONCTIONNELLE DE SECOND DEGRE
FONCTION « Adaptation et régulation en puissance»
I Présentation
Cette fonction contrôle et régule la tension aux bornes de la lampe active afin déviter une usure prématurée de celle-ci. Elle est prévue pour fonctionner avec une lampe 20W.
Nota: Les tensions dalimentation des différentes structures apparaissent lorsque cela est nécessaire sur les schémas fonctionnels de second degré , effectivement le comportement de certaines structures est différent la nuit, le jour, où si la batterie est déchargée.
Lorsque ces tensions sont utilisées comme tensions dalimentation , elles sont représentées avec des traits doubles, par contre lorsquelles sont utilisées comme signal dentrée, elles sont représentées avec un seul trait
Entrées:
+BATT: Tension aux bornes de la batterie
Ryth: Signal logique de commande du rythme de la lampe
Cde2L: Signal de commande de la lampe 2 de la balise en cas de dysfonctionnnement de la lampe 1.
I lamp: Courant dans la lampe en fonctionnement.
+5V: Tension continue de 5V la nuit sous conditions normales, de 0V le jour ou de nuit si la tension batterie est trop faible ou si toutes les lampes sont hors dusage.
Sorties:
+Lampe 1 : Tension dalimentation de lampe 1.
+Lampe 2 : Tension dalimentation de la lampe 2 (présente en cas de dysfonctionnnement de la lampe 1) .
VIsense: Tension image de lintensité du courant de la lampe active.
Vbatt: Tension de batterie filtrée.
II Schéma fonctionnel de second degré de Fp1:
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp1:
FS1.1: Cette fonction protège les composants en cas de branchement inverse et filtre la tension +BATT.
Entrée:
+BATT: Tension aux bornes de la batterie.
Sortie:
Vbatt: Tension de la batterie filtrée.
FS1.2: Cette fonction fournit à la lampe active une tension rythmée de niveau haut régulée à +12V.
Entrées:
Vbatt: Tension de la batterie filtrée.
+5V : Tension continue de 5V la nuit sous conditions normales, de 0V le jour ou de nuit si la tension batterie est trop faible ou si toutes les lampes sont hors dusage.
Ryth: Signal logique de commande du rythme de la lampe.
VIsense: Tension image de lintensité du courant de la lampe active.
Sortie:
Ulamp: Tension image de Rythme de niveau haut régulé à +12V
FS1.3: Cette fonction commute la lampe active
Entrées:
Ulamp: Tension image de Rythme de niveau haut régulé à +12V
Cde2L: Signal de commande de la lampe 2 de la balise en cas de détection de défaut sur la lampe 1.(actif au niveau bas)
Sorties:
+Lampe 1 : Tension dalimentation de la lampe1.
+Lampe 2 : Tension dalimentation de la lampe 2 présente en cas de dysfonctionnnement de la lampe 1 .
FS1.4: Cette fonction fournit une tension image de lintensité du courant dans la lampe active.
Entrées:
I lamp: Courant dans la lampe en fonctionnement.
Sortie:
VIsense: Tension image de lintensité du courant de la lampe active.
Fonction « Génération RYTHME »
I Présentation
Cette fonction crée un signal logique à période et rapport cyclique variable représentatif du signal lumineux à émettre par la balise.
Ce signal est choisi parmi 42 signaux mis en mémoire.
Entrées :
Choix rythme : position représentative du choix dun rythme parmi 42.
Sortie :
Ryth : Signal logique de commande du rythme de la lampe.
II Schéma fonctionnel de degré II :
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp2:
FS21 :Cette fonction a pour rôle de générer différents signaux ayant pour caractéristiques communes leur période (100 ms) et leurs niveaux (5V- 0V ; format CMOS).
Sorties :
CLK_D : Signal logique de période 100ms et de rapport cyclique très faible. Ce signal synchronise les évolutions des signaux RYTH et RZRYT.
/OE : Signal logique de période 100ms et de rapport cyclique très élevé. Ce signal valide la mémoire contenant les rythmes.
+RCOD : Signal logique de période 100ms et de rapport cyclique très faible. Ce signal alimente les roues codeuses.
FS22 :Cette fonction a pour rôle de sélectionner un rythme parmi 42.
Entrées :
Choix rythme : position représentative du choix dun rythme parmi 42.
Sortie :
Sel-rythme : ensemble de 6 données binaires représentatives dun choix dun rythme parmi 42.
FS23 :Cette fonction a pour rôle de restituer un signal de période et de rapport cyclique variables représentatif du choix dallumage de la balise.
Entrées :
CLK_D : Signal logique de période 100ms et de rapport cyclique très faible. Ce signal synchronise les évolutions des signaux RYTH et RZRYT.
/OE : Signal logique de période 100ms et de rapport cyclique très élevé. Ce signal valide la mémoire contenant les rythmes.
Sel-rythme : ensemble de 6 données binaires représentatives dun choix dun rythme parmi par 42.
Sortie :
Ryth : Signal logique de commande dallumage de la lampe.
FONCTION « Détection et Signalisation Défaut Lampe »
I Présentation
Cette fonction détecte si une lampe est hors dusage ; en cas de panne de la lampe 1, elle élabore le signal de commande de la lampe 2 ; elle fournit une information visuelle sur létat des deux lampes.
Entrées:
Vcell : Tension continue égale à Vbatt la nuit, de 0V le jour.
VIsense: Tension image de lintensité du courant de la lampe.
Sorties:
Cde2L: Signal de commande de la deuxième lampe de la balise en cas de détection de défaut sur la première lampe
DF: Signal logique actif au niveau haut, DF=1L quand les deux lampes sont hors service.
Iv: Signaux lumineux (3) représentatifs de létat des lampes de la balise
II Schéma fonctionnel de second degré:
III Description des différentes fonctions de second degré de FP3
FS31: Cette fonction détecte la présence ou labsence de courant dans la lampe et fournit un signal représentatif de cet état.
Entrées:
VIsense: Tension image du courant dans la lampe.
Sortie:
I_OK: Signal de type logique représentatif de la présence dun courant dans la lampe
I_OK=0L lampe éteinte ou HS, I_OK=1L lampe allumée
FS3.2: Cette fonction fournit un signal qui met à 0 les temporisations.
Entrées:
I_OK: Signal de type logique représentatif de la présence dun courant dans la lampe
I_OK=0L lampe éteinte ou HS, I_OK=1L lampe allumée
Vcell : Tension continue égale à Vbatt 12V la nuit, de 0V le jour.
Sortie:
RAZ: Signal de type logique fonction de la présence du courant dans la lampe et du jour et de la nuit.
FS33: Cette fonction fournit un signal dhorloge nécessaire au fonctionnement de FS4.5
Sortie:
BDT: Signal de type rectangulaire de fréquence égale à 1,6Hz.
FS34:
Cette fonction fournit des signaux logiques qui indiquent létat des lampes.
Entrées:
Bdt: Signal de type rectangulaire de fréquence égale à 1,6Hz.
RAZ: Signal de type logique fonction de la présence du courant dans la lampe et du jour et de la nuit.
Sorties:
Q5: Signal logique actif au niveau haut, Q5=1L quand la lampe 1 est hors service.
DF: Signal logique actif au niveau haut, DF=1L quand les deux lampes sont hors service.
FS35: En présence dun défaut sur la lampe1, cette fonction commande la lampe2.
Entrée:
Q5: Signal logique actif au niveau haut, Q5=1L quand la lampe 1 est hors service.
Sorties:
Cde2L: signal de type logique représentatif de la commande de la lampe 2 actif en cas de défaut sur la lampe1
Q5mem: signal de type logique représentatif dun défaut sur la lampe 1.
FS36: Signale létat de fonctionnement des lampes.
Entrées:
DF: Signal logique actif au niveau haut, DF=1L quand les deux lampes sont hors service.
Q5mem: signal de type logique représentatif dun défaut sur la lampe 1.
Sorties:
Iv1: Signal lumineux indiquant le bon fonctionnement dune des lampes.
Iv2: Signal lumineux indiquant que la balise utilise la lampe 2.
Iv3: Signal lumineux indiquant que les deux lampes sont hors service.
FONCTION « Contrôle charge batterie »
I Présentation
Cette fonction gère la conversion de lénergie lumineuse en énergie électrique et son stockage dans la batterie ; si le niveau de la batterie devient trop élevé , la batterie est temporairement déconnectée du panneau solaire.
Entrées:
Energie lumineuse.
Sorties:
IvH: information visuelle significative du niveau haut de la batterie
IvB: information visuelle significative du niveau bas de la batterie
+Batt: Tension aux bornes de la batterie.
II Schéma fonctionnel de second degré de FP4:
Description des différentes fonctions de second degré de Fp3:
III Description des différentes fonctions de second degré de Fp4:
FS4.1: Cette fonction a pour but de se prémunir dun mauvais branchement et de filtrer la tension +Batt.
Entrée:
+Batt: Tension aux bornes de la batterie.
Sortie:
12V_P: Tension image de +Batt
FS4.2: Elaboration de la tension dalimentation des circuits intégrés.
Entrée:
12V_P: Tension image de +Batt
Sortie:
6V: Tension continue régulée 6V.
FS4.3: Surveillance du niveau bas de la batterie.
Entrées:
+Batt: Tension aux bornes de la batterie.
Sorties:
IvB: Information visuelle représentative de létat de la batterie. LED allumée tant que +Batt10,4V (hystérésis).
Reset: Signal logique représentatif de létat de la batterie, autorisant le délestage de la batterie.
FS4.4: Cette fonction détecte si le niveau de la batterie atteint 14,4V; dans ce cas, le signal de sortie CdeCh passe au niveau haut pendant deux minutes.
Entrées:
+Batt: Tension aux bornes de la batterie.
Reset: Signal logique représentatif de létat de la batterie, autorisant le délestage de la batterie.
Sortie:
CdeCh: Signal logique commandant le délestage de la batterie.
FS4.5: Cette fonction a pour but de connecter le panneau solaire à la batterie; si +Batt devient supérieure à 14,4V, le panneau solaire est déconnecté de la batterie pendant deux minutes.
Entrées:
GENE+: Tension aux bornes du panneau solaire.
CdeCh: signal logique. Si +Batt14,4V, CdeCh = 1L pendant deux minutes.
+Batt: Tension aux bornes de la batterie.
Sorties:
IBatt: Courant de charge de la batterie.
IvH: Information visuelle. La LED est allumée si la transmission dénergie est interrompue.
FS4.6: Cette fonction assure la conversion dénergie lumineuse en énergie électrique.
Entrée:
Energie lumineuse (soleil).
Sortie:
GENE+: Tension aux bornes du panneau solaire.
FS4.7: Cette fonction assure le stockage de lénergie entre le jour et la nuit.
Entrée:
IBatt: Courant de charge de la batterie.
Sortie:
+Batt: Tension aux bornes de la batterie.
FONCTION « Elaboration des tensions dalimentations »
I Présentation
Cette fonction fournit les différentes tensions dalimentation sil ny a pas de défaut au niveau des lampes et si le niveau de tension de la batterie est suffisant.
Entrées:
Vbatt: Tension de batterie filtrée.
DF: Signal logique actif au niveau haut, DF=1L quand les deux lampes sont hors service.
Lu amb: Energie lumineuse.
Sorties:
Vdd : tension continue de 12V la nuit sous conditions normales, de 0V le jour ou de nuit si la tension batterie est trop faible ou si toutes les lampes sont hors dusage.
+5V : tension continue de 5V la nuit sous conditions normales, de 0V le jour ou de nuit si la tension batterie est trop faible ou si toutes les lampes sont hors dusage.
Ivbatt: information lumineuse représentative de létat de la batterie.
Vcell : tension continue de 12V la nuit, de 0V le jour
II Schéma fonctionnel de second degré de FA:
III Description des différentes fonctions de second degré de FA:
FSA1: Cette fonction permet de créer une tension égale à Vbatt la nuit et à 0V le jour.
Entrées:
Lu.amb : énergie lumineuse.
Sorties:
Vcell: tension égale à Vbatt la nuit et de 0V le jour
FSA2: Cette fonction fabrique une référence de tension pour la mesure du niveau de batterie
Entrée:
Vcell: tension égale à Vbatt la nuit et de 0V le jour.
Sortie:
Vref: Tension régulée de 1,2 V la nuit, 0 V le jour.
FSA3:Cette fonction permet générer des tensions dalimentation en fonction du jour et de la nuit et de létat de lobjet technique.
Entrées:
DAMEM: Signal logique représentatif de létat de la batterie.
DFMEM: Signal logique représentatif de létat des lampes
Vref: Tension régulée de 1,2 V la nuit, 0 V le jour.
Vcell: tension égale à Vbatt la nuit et de 0V le jour.
Sorties:
Vdd : tension continue égale à Vbatt la nuit sous conditions normales, de 0V le jour ou de nuit si la tension batterie est trop faible ou si toutes les lampes sont hors dusage.
+5V : tension continue de 5V la nuit sous conditions normales, de 0V le jour ou de nuit si la tension batterie est trop faible ou si toutes les lampes sont hors dusage.
FSA4: Cette fonction permet de tester le niveau de la batterie
Entrées:
Vbatt: Tension de batterie filtrée.
Vref: Tension régulée de 1,2 V la nuit, 0 V le jour.
Sorties:
DAMEM: Signal logique représentatif de létat de la batterie. DAMEM = 0L tant que Vbatt>11V;
DAMEM = 1L tant que Vbatt11V;
DAMEM = 1L tant que Vbatt
