Q1 À partir du diagramme de définition de blocs (bdd) donné sur le document DT2,
DT2 identifier, puis associer les différents blocs du sous-système électronique aux
cinq fonctions de la chaîne d’information: acquérir, traiter, restituer, stocker et
communiquer.
compas + inclinomètre + capteur CTD + capteur de pression
Acquérir
différentielle
Traiter Microcontrôleur
Restituer Interface de puissance
Stocker µSD
Communiquer Argos + Modem Iridium + GPS
Q2 Identifier, sur le diagramme de définition de blocs, les grandeurs acquises par
DT2 l’hydroplaneur lors d’une plongée.

Cap + inclinaison + conductivité + température + profondeur + pression
différentielle

Volume de données associé à une acquisition

Q3 Déterminer la plage de mesure de conductivité
DT2 de l’unité CTD ainsi que la résolution RC de la
mesure exprimée en S.m-1 ?

Plage de 0 S/m à 9 S/m
RC = 0,00001 S/m

Q4 Déterminer le nombre de bits nécessaire pour
coder en binaire le nombre de valeurs de la
page de mesure de la conductivité (en utilisant
les puissances de 2 qui sont rappelées dans le
tableau ci contre)

Nval = 9 / 0,00001 + 1 = 900 001 valeurs différentes
de la conductivité

20 bits permettent de coder 1 048 576 valeurs donc
20 bits suffisent pour coder les 900 001
valeurs différentes de la conductivité

Q5

20 bits / 8 = 2,5 il faut donc 3 octets pour
stocker chaque mesure


Q6
Durée cycle = 10 h Nombre de mesures = 10 x 3 600 / 8 = 4 500
3 octets par mesure
Nombre d’octets = 4 500 x 3 = 13 500 octets
 Q7
Donnée = 8 bits
Protocole = + 3 bits (start + parité + stop) Total = 11 bits

1200 bits en 1 seconde donc les 11 bits sont émis en 11 / 1200 = 9,17 ms



Q8
Nombre d’octets à émettre = 60 000 / 10 = 6 000
Durée d’émission = 6 000 x 9,17 ms = 55 s


Q9 Déterminer la capacité totale utilisée dans la mémoire de stockage µSD, pour
stocker toutes les données acquises pour les 500 cycles de plongée prévus.

On a 60 000 octets par cycle de plongée
500 x 60 000 octets = 30 000 000 octets

Q10 Exprimer la capacité mémoire (CM) nécessaire au stockage de toutes les
données recueillies pendant une mission. Exprimer le résultat en Mio.

CM = 30 000 000 / 220 = 28,6 Mio


Q11
Une plongée = 6 000 octets de données soit 12 000 caractères ASCII à afficher.

Sans compression : Nombre d’octets à transmettre = 12 000

Après compression : Chaque caractère est codé sur 6 bits au lieu de 8, chaque
message de 1890 octets permet d’envoyer plus de caractères.
Nombre d’octets à transmettre = 12 000 x 6 / 8 = 9 000

Calcul du gain financier :
Sans compression : Prix = 12 000 x 0,0015 € = 18,00 €
Après compression : Prix = 9 000 x 0,0015 € = 13,50 €

Gain pour l’envoi des données pour une plongée = 18,00 € – 13,50 € = 4,50 €

En fin de mission, on obtient un gain de 500 x 4,50 € = 2 250 €

On retrouve bien les 25% d’économie qui correspondent au taux de compression
(1 - 6/8).


Calcul de l’énergie embarquée :

Les batteries embarquées dans l’appareil sont d'un type particulier.

Q13 En vous aidant du diagramme de blocs, déterminer le nombre total de cellules
DT2 lithium présentes dans chaque pack.
 La cardinalité (nombre sur les liens) est donnée sur le diagramme de blocs pour
chaque packs de batteries. En faisant la somme on trouve 28+16+8=52.


Q14 A l’aide du bloc « Cellule » du diagramme de blocs (BDD), déterminer en Wh
DT2 l’énergie emmagasinée par une cellule.

Sur le BDD, on lit que la capacité vaut 20 Ah et que la tension nominale vaut 3,9
V.
E = 20×3,9 = 78  E = 78 Wh.

Q15 En déduire l’énergie totale embarquée en Joules.
Rappel: 1 Wh équivaut à 3600 Joules.

Pour une cellule nous avons 78×3600=280800 Joules.
Avec toutes les cellules, soit 52, cela fait environ 14,6 MJ.

Q16 Calculer l’énergie consommée par la pompe hydraulique en Joules.

Energie consommée par la pompe = 72 *2/60 = 2,4 Wh.
En joules cela donne : 2,4*3600=8640 Joules.

Q17 Calculer l’énergie totale dépensée pour un cycle, et donner le nombre de cycles
ainsi réalisables (on arrondira l’énergie consommée par la pompe à 8 700 J).

Energie totale = 8700+199+7000+9100=24999 Joules

Q18 En déduire le temps resté en mer et la distance parcourue par l’hydroplaneur.

Si on prend 8700 joules on a 24999 joules par cycle. En prenant l’énergie totale
embarquée, soit 14,6 MJ, cela fait 584 cycles environ. Comme par journée on a
2,4 cycles en moyenne, cela donne 243 jours pour une distance de 2920
kilomètres.

.

Q9 - augmenter la quantité d’énergie embarquée,
- diminuer la quantité d’informations envoyées à terre,
- produire de l’énergie en local (panneaux solaire sur les ailerons et le corps du
planeur, cylindres articulés avec exploitation des mouvements relatifs entre
deux cylindres pour générer l’énergie)
- …

Remarque:
Le dossier technique de l’hydroplaneur n’explique pas comment est géré le
comportement des réservoirs d’huile pendant le transfert vers les ballasts souples
 (accumulateur ?)



Document réponse DR1


Q12 : Compléter les chronogrammes qui correspondent à la séquence des signaux de
commande fournis par l’unité de traitement.

Remarque : on s’intéresse au comportement de l’hydroplaneur, on ne se préoccupera pas
du respect de l’échelle des temps.


Activation
Récepteur
GPS t



Roll Pack
Sens 1 t



Roll Pack
Sens 2 t



Pitch Pack
Sens 1 t



Pitch Pack
Sens 2 t



Activation
Iridium t


Activation
Balise
Argos t