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J'ai tout compris !

Mis à jour le 21/11/2019

Intégrez les différents composants

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Nous avons terminé le précédent chapitre sur 2 questions orientant notre possible décomposition :

Quelles fonctions le détecteur met-il en œuvre pour répondre aux besoins ?

 C'est la décomposition fonctionnelle qui répond à cette question.

Quels composants et interactions entre ces composants sont nécessaires pour réaliser ces fonctions ?

Nous avions vu que c'est la décomposition organique qui répond à cette question.

Les fonctions que nous allons retenir dans notre exemple sont :

  • détecter les fumées ;

  • régler les seuils de détection à distance ;

  • alerter localement par un flash lumineux et une sirène ;

  • alerter à distance par l'envoi de SMS et d'e-mail sur un numéro de téléphone enregistré.

Fonction 1 : Détecter les fumées. Fonction 2 : Régler les seuils de détection à distance. Fonction 3 : Alerter localement par flash lumineux. Fonction 4 : Alerter localement par sirène. Fonction 5 : Alerter à distance par SMS. Fonction 6 : Alerter
Les fonctions que le détecteur doit réaliser

Les blocs que nous choisissons de mettre en œuvre sont :

  • un bloc de détection de fumée ;

  • un bloc alimentation ;

  • un bloc d'intelligence pour traiter l'information des capteurs intégrés, diagnostiquer le problème et piloter les sorties d'alerte ;

  • un bloc de communication GSM pour émettre les alertes à distance ;

  • un bloc alarme composé d'une sirène de 85 dB et d'une led stroboscope qui émet un flash lumineux pour alerter localement, la nuit notamment.

Détection fumée. Alimentation. Analyse présence fumée. Configuration seuils. Pilotage sorties alerte. Bloc led. Bloc communication GSM. Bloc sirène 85dB.
Les blocs mis en œuvre

Plusieurs montages sont possibles pour constituer le bloc détection. Ils sont tous basés sur le même principe :

  • une chambre optique obscure qui sert à la détection de la fumée ;

  • une "led" qui émet le signal lumineux dans la chambre optique ;

  • une cellule photoélectrique qui réagit à la variation de lumière reçue en fonction de la présence de fumée dans la chambre optique.

Le bloc alimentation est pour sa part composé d'une pile qui doit permettre une autonomie du produit d'au moins 5 ans. Je vous rappelle que la norme EN 14604 oblige à ce que ces produits soient utilisables pendant au moins 1 an sans avoir à les remplacer. Notre choix est de ne pas avoir à intervenir trop souvent sur notre détecteur.

Nous considérerons également, pour gagner en autonomie, une alimentation discontinue de la surveillance. La surveillance de présence de fumées ne sera pas effectuée en continu, mais effectuée une seule fois toutes les 30 s. Le bloc alimentation sera également protégé contre l'inversion du sens de positionnement de la pile. Nous prévoirons enfin un bouton de test pour vérifier que le circuit de détection est opérationnel.

L'allumage d'une led de test activable lors de l'appui sur le bouton de test et en clignotement périodique d'1 s toutes les minutes validera le bon fonctionnement de l'ensemble. La led de test s'allumera également de façon permanente en cas de nécessité de changement de la pile.
Nous ne prévoyons pas de fiche signalétique de notre produit, n'ayant pas l'ambition de le vendre.
Nous n'écrirons pas non plus de fiche d'information, de notice d'installation ou de notice d'utilisation.

Notre détecteur de fumée se compose donc de 2 parties :

  • un socle qui se fixe au plafond ou au mur par 2 vis ;

  • le détecteur avec ses composants qui s’adapte sur le socle.

Le packaging du détecteur devra prévoir un trou pour permettre à la fumée de pénétrer dans la chambre optique. Le packaging devra également prévoir, devant ce trou, une grille anti-insecte pour éviter tout déclenchement intempestif.

Le signal lumineux envoyé par la led est acquis par le détecteur optique. C'est une cellule photoélectrique qui transforme une mesure physique (l'intensité lumineuse) en un courant de faible intensité en cas de détection. Dans le cas du détecteur simple, ce signal analogique est directement comparé à une valeur de seuil. Le résultat électrique de cette comparaison sert de commande au circuit de déclenchement de l'alarme.

Les composants électroniques élémentaires pour fabriquer un tel détecteur sont disponibles auprès de tous les distributeurs électroniques du marché. Si nous souhaitons intégrer les fonctionnalités de réglage et d'alerte à distance, l'architecture de notre détecteur va changer : nous allons numériser ces signaux électriques analogiques sous forme d'une suite de code logique composée de 0 et de 1 pour être interprétés par le bloc de traitement.

C'est un composant programmable (par exemple un microcontrôleur ou FPGA) qui va être utilisé pour traiter ce type de signaux. Un programme va être écrit dans ce composant pour définir si les valeurs lues par les capteurs, représentant les valeurs physiques acquises, sont supérieures ou non au seuil de détection que nous fixons pour déclencher l'alerte. Si ce seuil est atteint, l'information d'alerte (1 = pas d'alerte, 0 = alerte) est transmise aux blocs de gestion des alertes qui pilotent l'allumage de la led, de la sirène et qui active le bloc de communication.

Remarquez ici la valeur attribuée à l'alerte (0) et celle attribuée à la non-alerte (1). D'après vous, ce choix est-il dû au hasard ?

Non, vous avez raison. En effet, l'alerte est une mesure conservative. Cela veut dire que nous considérons que tout problème détecté est source potentiel d'alerte. Cela veut dire que si un dysfonctionnement apparaît, on voudrait bien le savoir. Une des pratiques pour nous aider dans cette tâche est de forcer l'état normal des sorties du bloc de vérification des signaux à un état haut (1 en l'occurrence) (niveau demandant un effort particulier au niveau de l'électronique pour être maintenu). Si ce niveau tombe à 0, c'est que quelque chose d'anormal est présent dans le système, et cela déclenche automatiquement les alarmes.

La multiplication des possibilités d'alerte permet à notre système de pallier la défaillance d'un des blocs. Nous avons ainsi 2 modes d'alerte de proximité (son et visuel) faisant écho à 2 de nos 5 sens. Nous avons 2 moyens de communication à distance (SMS et mail). Nous pourrions également choisir 2 adresses et numéros de téléphone.

En résumé

On le voit, tout cela est réalisé à ce moment de la conception du produit. De nouveau, les choix faits ici conditionnent le prix et les délais de réalisation de notre détecteur. Il est donc important de se poser les bonnes questions au plus tôt de la conception et d'apporter des réponses argumentées.

Nous verrons dans les prochains chapitres comment structurer la démarche lorsque la complexité et les enjeux augmentent.

Exemple de certificat de réussite
Exemple de certificat de réussite