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Automatique
&
Electronique numérique
2015

4ème Tech

Devoir de contrôle n°1
en électricité
Système de production
D’emballage cartonné

PROF : S.HAKIM

NOM :

Constitution du sujet
- Un dossier technique : pages 1/3 - 2/3- 3/3
- Des feuilles réponses :
Travail demandé
A- PARTIE GENIE ELECTRIQUE : pages. 1/8,2/8,3/8,4/8 ET 5/8 (20 points)
B- PARTIE GENIE MECANIQUE : pages 6/8,7/8,8/8 (20 points).

PRENOM :
NUMERO :

Observation : Aucune documentation n’est autorisée. L’utilisation de la calculatrice est permise.
1 : DECOUPE

Vers compteur

2:

4

MOTEUR M

3 : capteur photoélectrique
4 : émetteur IMPULSION COMPTAGE

5 : Témoin manque carton
6 : Témoin présence carton

9

Transcodeur
gray -> naturel

7 : BLOC AFFICHAGE
8 : RECEPTEUR D’IMPULSION DE
COMPTAGE

Dérouleur
du rouleau
Roue codeuse

3
5
6

1
2

Rouleau en
carton

A

8 BITS

A<B

U1A>B

B=0000 0000

A=B

7

RAZ
8

U2

DOSSIER TECHNIQUE
BAC 2015

J

J

J

J

K

K

K

K

Système de production d’emballage cartonné

PAGE 1/3

Presentation du système :
a-mise en situation
Le système ,objet d’etude permet de préparer des cartons avec des etiquettes d’identification à
des cadences pouvant aller jusqu'à 5000 decoupe àl’ heure arrongé par un lot de 50 .
Le système est allimentée par des rouleaux de papier cartonné ,des étiquete à code barre et de
la colle .
Le rouleau en carton est monté sur un dérouleur dont l’avance s’effectue mécaniquement
Le début de rouleau est introduit manuellement, un galet couplé à un moteur M assure l’avance
par pas de la bande.

b-fonctionnement du système :
Une imulsion sur le bouton de départ cycle S0 provoque l’avance par pas du carton par
l’intermediaire du galet d’entrainement coupl é au moteur M fonctionnant pendant 5 secondes
,puis la descente suivi de la remontée du du coulisseau par l’excitation de l’electroaimant KE du
dispositif embrayage frein réalisant ainsi le découpage et le préformage du carton .
La découpe realisée est poussée par l’avencee du carton puis amenée par un tapis roulant vers la
machine d’etiquitage . dès la detection d’une decoupe un pistolet inject de la colle prechauffé
sur la zone prévue pour l’emplacement de l’etiquitage .

c- le système de comptage :
Cette unité permet de mesurer la longueur de la bande consommé, la mesure est codée en
binaire (mot de 8 bits) à l’aide d’une roue optique codeuse.
Sens de rotation
Y3 Y2 Y1 Y0

Bit 1
Bit 2
Bit 3
Bit 4

X3 X2 X1 X0

S1

Vcc

Axe couplé avec le dérouleur
Extrait du Documents constructeur :CI 74157 & CI74283

B2
A2

A1

S2
A3

A0

74283

S0

B3

B0

S3
C4

C0 VSS
Système de production d’emballage cartonné

Additionneur de 2 nbr 4bits

B1

DOSSIER TECHNIQUE
BAC 2015

PAGE 2/ 3

QA<B
QA=B
QA>B
A<B
A=B

4063

Comparateur de 2 nbr 4bits

A>B

B3

Vcc

A3

B2

A2

A1

B1

A0

B0

VSS

Extrait du Documents constructeur :CI 4063

Extrait du Documents constructeur :CI 74181

BAREME :
QUESTION A-I-1
A-I-2
A-I-3
A-I-4
A-I-5
A-I-6
A-I-7
A-I-8
A-I-9
POIDS
1point 1point 2point 1point 2point 1point 1point 1point 1point
question b-i-1
b-i-2
b-i-3
b-i-4
b-i-5
poids
1 ,5points 1 ,5points 1point 1point 1point
QUESTION C-I-1
C-I-2
POIDS
1 ,5points 1 ,5points

DOSSIER TECHNIQUE
BAC 2015

Système de production d’emballage cartonné

PAGE 3/ 3

travail demandé
A-ETUDE DE LA ROUE CODEUSE ET DE SON TRANSCODEUR :
Sachant que cette roue codeuse est couplée sur l’axe du dérouleur qui assurer l’avance de la
bande du carton, le dérouleur tourne dans le sens anti trigonométrique .
1-Donner le nombre des pas parcouru par la roue quand le dérouleur fait un tour complet ?
………………………………………………………16 PAS……………………………………………………
2-Trouver le mot binaire noté X (X3 X2 X1 X0) fourni par cette roue codeuse dans l’ordre ?

PAS

MOT BINAIRE X
X3 X2 X1 X0

MOT BINAIRE Y
Y3 Y2 Y1 Y0

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

X3

X2

X0

X1

3-la fonction assurée par
ce bloc est :
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
..……..

Y3

Y2

Y1

Y0

4-Quel est le code le plus adéquat pour faire un comptage, le code X ou Y ? Justifier ?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
5-QUEL EST LE MODULO ET LE MODE DE FONCTIONNEMENT DU COMPTEUR U2 (VOIR DOSSIER TECHNIQUE PAGE 1/3)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
DOSSIER PEDDAGOGIQUE
BAC 2015

Système de production d’emballage cartonné

PAGE 1/5

Une solution plus moderne !
- pour améliorer le système on veut remplacer la roue codeuse et son transcodeur par un décompteur synchrone modulo
16, ce décompteur doit adopter le code binaire réfléchi, il compte les impulsions provenant d’un capteur optique qui sera
installé prochainement

Bande de papier cartonné

Faisceau lumineux
010101010110001…
.

Capteur optique

VERS
DECOMPTEUR

Je vous donne ci-dessus la table relative au fonctionnement de ce décompteur.
00 01 11 10
00
01
10
11
K1=……………………………………

00 01 11 10
00
01
10
11
J1=……………………………………
6-Trouver les équations simplifiées de différentes entrées ?

00 01 11 10
00
01
10
11
K2=……………………………………

00 01 11 10
00
01
10
11
J2=……………………………………

7- compléter le câblage des bascules ?

00 01 11 10
00
01
10
11
K3=……………………………………

00 01 11 10
00
01
10
11
J3=……………………………………

J

J

J

J

K

K

K

K

8-Quel est l‘avantage et l’inconvénient de cette solution ?
....................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
DOSSIER PEDDAGOGIQUE
BAC 2015

Système de production d’emballage cartonné

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9-compléter le chronogramme de décompteur gray :
Bit 4 (MSB)

Bit 3

Bit 2

Bit 1 (LSB)

B –ETUDE DE l’unité u1 :
L’unité U1 assure la comparaison de la longueur restante du rouleau du carton par rapport
à zéro (fin rouleau)


les deux mots binaires comparés ont un format de 8 bits :

Mot A : A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 mot provenant du transcodeur gray/ naturel

elle désigne la langueur actuelle du rouleau de carton (longueur restante)


Mot B : B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

mot binaire de référence (=0000 0000 pas de rouleau)

1-en se référent à l’extrait du document constructeur de circuit comparateur 4063
compléter le câblage suivant pour assurer la fonction

U1

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

A<B

VCC

Vcc

u1 (VOIR DOSSIER TECHNIQUE)

A3

B2

A1

A2

Q1 :A<B
B1

A0

B0

Comparateur de 2 nbr 4bits

Q2 :A>B

4063
B3

A>B

A=B

A<B

QA>B

QA=B

QA<B

VSS

Q 3 :A=B
Vcc

A3

B2

A1

A2

B1

A0

B0

Comparateur de 2 nbr 4bits
4063
B3

A>B

A=B

A<B

QA>B

QA=B

QA<B

VSS

B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

DOSSIER PEDDAGOGIQUE
BAC 2015

Système de production d’emballage cartonné

PAGE 3/5

2-compléter la table suivante :
SORTIE S

A=0001111
B=1111

et A=101010
B=00000

et A=00001110
B=1010

et A=
0111
B=00001010

Q1
Q2
Q3

ETUDE DU CIRCUIT DE DIFFERENCE :
Pour calculer la différence entre la quantité du carton utilisée noté E(E3 E2 E1 E0) et celle
produite sous forme des carton noté Q(Q3 Q2 Q1 Q0) un circuit dédiés est installé
 Le circuit possède une sortie D (D3 D2 D1 D0)

3-compléter le tableau suivant :

4-Trouver l’équation de D en fonction de E et Q Pour c0=0 ( U1)
……………………………………………………………………………………………………………………..
5-Trouver l’équation de D en fonction de E et Q Pour c0=1 ( U1)
……………………………………………………………………………………………………………………..

DOSSIER PEDDAGOGIQUE
BAC 2015

Système de production d’emballage cartonné

4/5

et

-ETUDE DES MULTIPLUXEUR ET DE UAL
On veut réaliser la fonction D=E-Q en utilisant un additionneur et un multiplexeur
1-compléter le câblage des circuits 74283 et ci 74151 (voir dossier technique )
E0
E1
E2
E3

D0
D1

Q0
D2

Q1

D3
Q2
R

Q3

2-réaliser la fonction F=A-B avec une UAL 74181, compléter le câblage relatif :

DOSSIER PEDDAGOGIQUE
BAC 2015

Système de production d’emballage cartonné

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