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| Maquette du testeur de batteries | maquette du banc de test correspondant |
Il s'agit de réaliser un premier projet, relativement simple, dans lequelle des fonctions de base de l'électronique seront abordées. Ce projet ce situant en tout début de cursus de 1 ère année de DUT GEII, les connaissances électoniques des étudiants sont relativement faibles.
Néanmoins, des notions concernant l'étude et l'nanlyse d'un cahiers des charges concret avec une comparaison des différentes solutions envisageables sera effectuée.
Le produit que l’on désire réaliser est un testeur de batteries automobile (12V). Ce produit existe déjà sur le marché mais son prix de vente public oscille autour de 15€ pour un prix de revient de l’ordre de 3€, main d’oeuvre comprise (série de 10000 minimum).
Nous proposons aux étudiants d’étudier un schéma permettant de remplir les même fonctions mais pour un coût de revient de 2€, main d’oeuvre comprise.
Le cahier des charges correspond à la description des principales fonctionnalités du produit à fabriquer. Il est issu d’une discussion entre le client et votre société et permet de fixer de manière contractuelle les caractéristiques du produit que vous allez fabriquer et que devra acheter votre client.
Attention : si le produit fabriqué ne remplit pas une des caractéristiques du cahier des charges, le client aura le droit de le refuser au moment de la livraison et pire, de vous exiger des pénalités très lourdes.
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Le produit à fabriquer devra remplir les fonctions de testeur de batteries et d’alternateur pour un véhicule automobile standard (batterie 12V). | ||||||||
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Le produit devra permettre de renseigner l’utilisateur sur les points suivants:
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Le produit devra posséder des points de test et un connecteur de diagnostic permettant d’assurer le contrôle de qualité pendant la phase de fabrication. | ||||||||
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Pour des questions de coût, seule l’information concernant l’état batterie normalement chargée devra être précisément ajustable entre 11V et 13,5V. Les informations annexes tolèreront une précision de 15%. | ||||||||
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L’énergie nécessaire à l’alimentation du produit sera prélevée sur la batterie en cours de test. | ||||||||
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Le produit devra être fabriqué pour un coût sortie usine de 10F H.T. maximum. |
Le travail que l'on se propose de réaliser se déroule sur 6 séances d'Etudes et Réalisation (chawue séance dure 3,5H) dont 3 seront dédiées à l'étude théorique et la réalisation du produit, et deux à la saisie du schéma électrique, à l'élaboration du typon et la réalisation du circuit imprimé sur des stations de travail de CAO (logiciel CADSTAR).
On découpe cette partie en 5 étapes principales qu'il est impératif de respecter :
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1) Etude du cahier des charges avec l'intervenant (questions, objectifs à atteindre, exposé des solutions techniques envisageables, contraintes de coût...). |
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2) Analyse critique fonctionnelle de la solution proposée, découpage en blocs fonctionnels, énumération des ressources de chaque blocs, localisation de ces blocs sur le schéma électrique (poser des questions concernant les composants nouveaux). |
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3) Etude et dimensionnement électronique de chacun des blocs fonctionnels. |
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4) Rédaction de fiches de mesures contenant l'exposé des méthodes de validation de chacun des blocs fonctionnels ainsi que la comparaison avec le cahier des charges. |
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5) Conclusion sur le résultat obtenu et les améliorations envisageables. |
L'ensemble de ces 5 parties apparaît sur le carnet de bord de chacun des étudiants (cahier de laboratoire personnel relatant les activités en séance) , en particulier les notes correspondant à l'analyse du cahier des charges, le découpage fonctionnel obtenu et les fiches de mesures.
Une attention particulière est apportée à la rédaction des phases de test et aux méthodes utilisées (schéma du banc de mesure, tableaux de mesures obtenues, comparaison systématique avec les résultats théoriques attendus).
La solution proposée fait apparaître 4 blocs principaux. Chacun des blocs possède des ressources d'entrée (situées à gauche du bloc) et des ressources de sortie (située à droite du bloc). La fonction remplie par le bloc ainsi que les ressources doivent être inscrites de manière claire (pas ou peu d'abréviations) et doivent impérativement décrire une fonction à remplir ou une information à transmettre.
Chaque bloc fonctionnel doit être autonome, c'est-à-dire qu'il peut fonctionner et être testé indépendamment des autres blocs dans la mesure où l'on est capable de synthétiser en phase de test ses ressources d'entrée.
Figure 1: schéma bloc fonctionnel du testeur de batteries
Chacun des blocs est indépendant ; cependant, on pourra établir un ordre dans la validation de chacun de ces derniers. Ainsi, on pourra :
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réaliser et valider le bloc de génération de la référence de tension (on prendra soin de tracer la caractéristique précise de la tension de référence obtenue en fonction de l'évolution de la tension de batterie), |
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réaliser et valider le bloc de mise en forme de la tension batterie (on prendra soin de mesurer précisément les tensions obtenues pour les tensions caractéristiques de la batterie : 9,5V, 11V, 13,5V...). |
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réaliser et valider le bloc de comparaison de tension et d'affichage. |
Pour chacun des blocs, il est impératif de décrire le cahier des charges propre au bloc, la liste et les caractéristiques des ressources d'entrée et de sortie.
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N° de connecteur |
Fonction ou signal associé |
Point test associé |
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1 |
GND, masse de référence |
TP3 |
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2 |
libre |
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3 |
tension de référence Vref |
TP4 |
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4 |
libre |
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5 |
tension fournie par le pont R2/R5 |
TP5 |
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6 |
libre |
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7 |
tension fournie par le pont R7/P1/R6 |
TP6 |
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8 |
libre |
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9 |
tension fournie par le pont R4/R3 |
TP2 |
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10 |
libre |
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11 |
VPOS, tension positive batterie |
TP1 |
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12 |
libre |
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13 |
VPOS , tension positive batterie |
TP1 |
Tableau 1: liste des connexions réalisées sur le connecteur de bord de carte
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le découpage fonctionnel, une nomenclature sur feuille normalisée en regroupant clairement les composants appartenant à chacun des blocs fonctionnels, |
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Une conclusion concernant ce travail est obligatoire (comparaison et validation du cahier des charges, améliorations possibles, rédaction d'une notice d'utilisation à destination du client grand public, rédaction d'une notice de test et mise au point à destination du client industriel).
Pour les étudiants avancés, on désire réaliser 100 exemplaires de ce montage. A l’aide d’un catalogue fournisseur (Farnell ou RS), préparer le bon de commande le plus économique permettant d’approvisionner le magasin pour cette fabrication (tenir compte des prix par quantité).
(*.pdf): |
Sujet testeur de batterie version 2001: sujetbat_2001.pdf |
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ANNEXE 2: Schéma électrique du produit |
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ANNEXE 3: Fiche de mesure type |
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ANNEXE 4: Documentation constructeur LM339 quadruple comparateur de tension |
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ANNEXE 5: nomenclature |
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ANNEXE 6: Typons |
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ANNEXE 7: Dossier technique complet |
Dossier technique complet testeur de batteries: dossier_techtestbat.pdf
Dossier technique complet banc de test: dossier_banctest.pdf
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| implantation de la maquette | schéma électrique de la maquette |
| formation à la saisie de schéma (448kO) |
| formation au routage PCB (336kO) |
