M.P.I. - Application sur les portes logiques – Réalisation d’alarmes

Remarque :     vous répondrez aux questions sur une copie double

A / Réalisation d’une alarme « intrusion »

Les portes logiques sont fréquemment utilisées dans les montages électroniques. Elles permettent de réaliser de nombreuses fonctions comme les décodeurs, les bascules, les mémoires, …

1 / Schématisation à l’aide du logiciel Crocodile Clips

Schématiser le montage ci-dessous :

Dans le montage de l’alarme ci-dessus, le bouton poussoir 1 représente le contacteur placé sur une porte ou une fenêtre. Le bouton poussoir 2 est caché dans la maison.

Lorsqu’un intrus ouvre la porte ou la fenêtre, le bouton poussoir 1 est actionné. Actionner le bouton poussoir 1 autant de fois qu’on le souhaite, puis actionner le bouton poussoir 2.

2 / Questions

1 ) Pourquoi a-t-on placé des conducteurs ohmiques de 10 kO dans le montage ?

2 ) Quel est le potentiel de l’entrée E₁ en fonction de la position du bouton poussoir 1 ?

3 ) Avant d’actionner les boutons poussoirs, quelle est la diode allumée ? Le buzzer fonctionne-t-il ? Préciser l’état des sorties S₁ et S₂. Donner l’état des entrées E₁, E₂, E’₁, et E’₂.

4 ) Que se passe-t-il lorsqu’on appuie sur le bouton poussoir 1 ? Donner les nouveaux états des entrées E₁, E₂, E’₁, E’₂ et des sorties S₁, S₂ lorsque le bouton poussoir 1 est enfoncé.

5 ) Observe-t-on un changement lorsqu’on relâche le bouton poussoir 1 ? Même question lorsqu’on actionne à nouveau le bouton poussoir 1.

6 ) Pourquoi dit-on que le signal mémorise l’intrusion ?

7 ) Quel est le rôle du bouton poussoir 2 ? Donner les nouveaux états des entrées E₁, E₂, E’₁, E’₂ et des sorties S₁, S₂ lorsque le bouton poussoir 2 est enfoncé, puis lorsqu’il est relâché (après avoir déclenché l’alarme et donc appuyé sur le bouton poussoir 1).

8 ) Pourquoi l’alarme est-elle de nouveau prête à fonctionner lorsque le bouton poussoir 2 est actionné ?

9 ) Justifier le nom de « bascule » donné à l’ensemble formé par les deux portes « NON ET ».

10 ) Expliquer simplement le fonctionnement de l’alarme.

B / Réalisation d’une alarme « mouvement »

On réalise une alarme à l’aide de deux photorésistances identiques. Lorsqu’une personne passe devant une photorésistance, le buzzer nous avertit.

1 / Schématisation à l’aide di logiciel Crocodile Clips

Schématiser le montage ci-dessous :

2 / Questions

1 ) Déterminer le potentiel du point A lorsque la photorésistance est éclairée normalement et que sa résistance est égale à 400 O. (vérifier votre résultat par le calcul).

2 ) Que peut-on dire des potentiels des points A et B lorsque les deux photorésistances sont soumises au même éclairage ?

3 ) Lorsqu’un intrus occulte la première photorésistance, sa résistance R devient très grande devant 1 kO. Comment évoluent les potentiels des points A et C (et préciser la valeur logique 0 ou 1 du point C dans ces conditions) ?

4 ) Choisir une variable logique qui matérialise le potentiel électrique des points A et B et établir une table de vérité avec les points A, B, C, et D.

5 ) Comment détermine-t-on l’état du point E ?

6 ) Sachant que l’ensemble formé par les deux dernières portes forme une bascule, compléter la table de vérité suivante :

7 ) A quelle condition le buzzer se met-il en marche ?

8 ) Si l’intrus veut enlever la photorésistance, l’alarme s’arrête-t-elle ?

9 ) Comment faire pour arrêter l’alarme ?

10 ) Expliquer simplement le fonctionnement de l’alarme.