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Option A : ÉPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES PORTANT SUR UN MONTAGE D'ÉLECTRONIQUE I

Option A : ÉPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES PORTANT SUR UN MONTAGE D'ÉLECTRONIQUE INCLUANT L'AUTOMATIQUE Option B : ÉPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES PORTANT SUR UN MONTAGE D'ÉLECTROTECHNIQUE INCLUANT L'AUTOMATIQUE Durée 6 h (préparation 5 h, présentation 1 h). Coeff. 3 Remarques du jury sur l'épreuve dite de "montage" L'épreuve de montage est d'une durée de 6h comme les autres épreuves orales de l'agrégation de Génie Électrique. Elle se décompose en 5h de préparation et 1h de présentation et d'interrogation. Après ouverture du sujet, les candidats peuvent prendre un certain nombre d'ouvrages à la bibliothèque puis ils sont accompagnés dans une salle de travaux pratiques. Généralités L'une des principales vocations de cette épreuve à caractère expérimental est de juger l'aptitude du candidat à la conception, à la mise en œuvre de dispositifs et à la caractérisation de composants, sous systèmes ou systèmes. L'objectif est donc : soit, d’analyser les critères de choix technologiques de composants d’une fonction ou les caractéristiques de modules composant un système par rapport aux contraintes d’une application donnée ; soit, d’analyser la démarche de conception d’une structure remplissant une fonction donnée en mettant en évidence les critères de choix technologiques en liaison avec les contraintes de l’application ; soit enfin, de caractériser un dispositif donné, d’effectuer les réglages, les dimensionnements ou les adaptations nécessaires de manière à illustrer les contraintes technologiques associées à une application donnée. Le jury est sensible : aux choix des solutions techniques et aux prédéterminations et choix technologiques des composants et/ou des sous systèmes utilisés, qui devront être scientifiquement justifiés ; à la forme de la démarche expérimentale (nature des tests et des mesures) ; à l'analyse des résultats ; à la qualité de la présentation. De plus, le jury attend que les candidats soient capables d’utiliser de manière autonome les appareils de mesure standards : oscilloscope, oscilloscope à mémoire, générateur de fonction, wattmètre et pour les candidats de l'option A, analyseur de spectre et générateur de fonctions programmable. Les aspects métrologiques (i.e. choix des appareils de mesure, emploi, méthodes de mesure, domaine de validité, précision,…) doivent être maîtrisés. Le jury attend également dans cette épreuve que le candidat connaisse les fonctionnalités principales et soit familier avec l’un des produits professionnels les plus courants du marché dans les domaines suivants : la simulation de circuits électriques BF ; la description en langage VHDL et la mise en œuvre de circuits PLD, CPLD et FPGA ; le développement en C sur PC (Visual ou Borland) ; la commande de systèmes séquentiels (exemple grafcet). Il faut noter que la plupart des logiciels utilisés à l'agrégation sont soit en distribution libre soit disponibles en version d'évaluation, permettant ainsi à tout un chacun de se familiariser avec ces outils. Organisation de la présentation du montage en présence du jury Le candidat fournit au jury en début de présentation les documents papier réalisés ainsi que les documents caractéristiques (courbes, chronogrammes, listing, copie d'écran,…) concernant le déroulement de la préparation du montage. Phase 1 En présence du jury, le candidat doit : présenter le principe du montage mis en œuvre ; préciser les résultats de la prédétermination des caractéristiques technologiques des composants ou des sous systèmes en regard des caractéristiques attendues et présenter les mesures ou essais afin que le jury puisse apprécier la démarche ; présenter et valider quantitativement les résultats expérimentaux par rapport aux caractéristiques du dispositif utilisé (par exemple, il peut mettre en évidence les limites de validité des relations et les justifier par rapport aux caractéristiques du dispositif utilisé) ; analyser les résultats expérimentaux par rapport aux contraintes de l’application ; caractériser le dispositif en reproduisant certains essais. Cette phase de présentation des étapes de développement doit être prévue pour durer une quinzaine de minutes. Phase 2 Le Jury s'intéressera dans un premier temps au fonctionnement du montage. Le candidat devra présenter le matériel mis en œuvre dans sa manipulation et effectuer une démonstration de son fonctionnement. Le jury pose des questions au candidat destinées à expliciter : le choix des solutions techniques ; des éléments de la prédétermination des choix technologiques des composants et/ou des sous-systèmes utilisés, qui doivent être scientifiquement justifiés ; la démarche expérimentale (choix des moyens d'analyse, de mesure et de visualisation) ; l'analyse des résultats effectuée par le candidat. Note importante Il appartient aux candidats de s’informer auprès des agrégés préparateurs et techniciens des caractéristiques des maquettes et sous systèmes qui sont mis à leur disposition dans le cadre de cette épreuve (tous les documents et notices correspondants peuvent et doivent être consultés) ; des moyens logiciels et des outils de simulation disponibles ; du matériel de mesure utilisable ; des composants passifs ou actifs mis à sa disposition. Des travaux particuliers peuvent être demandés aux agrégés préparateurs ou aux techniciens dans la mesure de leur disponibilité sur présentation d'un document écrit explicitant de façon précise le travail à réaliser. Ce document devra donc donner les schémas structurels, valeurs, références des composants, schémas blocs, réglages d'appareils, etc. À titre d'information, une liste non exhaustive de moyens mis à sa disposition des candidats pour la session 2002 est ébauchée ci-dessous : Composants électroniques passifs et actifs de caractéristiques diverses Maquettes et sous-systèmes Logiciels : Excel, Matlab Logiciels de développement : Borland C++, Visual C++ Logiciels de tracé des réponses des filtres : filtercad de Linear technologie (en distribution libre) Logiciels de simulation : Psim, Cadence-Pspice Logiciels de simulation RF : RFsim99 (en distribution libre) Logiciels de développement de PLD, CPLD, FPGA : WARP de CYPRESS Modules multiplication de tension, affichage, comptage, correcteurs etc.., CDROM fournis par les constructeurs ou distributeurs : Analog Devices, Linear Technologie, Maxim, Texas,... Cartes d'acquisition sur PC : Fastlab et Pcmes (société Eurosmart) Kit EZlite de Analog Devices avec DSP 2181, outils logiciels fournis par Analog Device (Visual Déboggeur) Maquette basée sur un Discover-Kit MCS51 et une chaîne de développement RkitL51 de la société Raisonance Carte dSPACE (avec SIMULINK) distribuée par la société dSPACE SARL. Épreuve de montage de 2002 Généralités Les moyennes de l'épreuve de montage sont pour l'année 2002 respectivement de 8,5 pour l'option A (43 candidats présents) et de 7,2 pour l'option B (45 candidats présents). Pendant cette session, 25 sujets différents ont été traités en électrotechnique et 20 sujets différents en électronique. Parmi ces sujets, 4 étaient nouveaux en électrotechnique et 4 en électronique. Ces nouveaux sujets ont pour titre : Pour l'électronique : 1. Récepteur VOR - PLL digitale ; 2. Récepteur VOR – caractérisation de la tête HF ; 3. Interfaçage et gestion "temps réel" sur microcontrôleur ; 4. Régulation numérique de température. Pour l'électrotechnique : 5. Ballast électronique pour tube fluorescent ; 6. Comportement et alimentation de lampes hautes performances ; 7. Machine synchrone autopilotée en courant ; 8. Machine synchrone autopilotée alimentée par un onduleur de tension. Nous rappelons qu'une liste détaillée des sujets est publiée tous les ans dans le rapport de jury depuis le rapport de l'année 2000. De façon générale, le jury constate qu'il est impossible de réussir cette épreuve sans un minimum d'aisance dans la manipulation des appareils de mesure, logiciels et langages de programmation. Il est également indispensable de connaître les aspects théoriques associés à chacun des montages avant l'épreuve. Les ouvrages n'étant là que pour éviter de refaire certains calculs ou développement fastidieux. La durée de préparation de 5h ne permet matériellement pas de découvrir le sujet et de réaliser la manipulation correspondante. Remarques et conseils aux candidats concernant la préparation : Lorsque le candidat a des difficultés par rapport au thème proposé dans le montage, le jury lui conseille d’avoir une démarche progressive au lieu de mettre en œuvre un dispositif complet. Le candidat doit s’assurer que le domaine de validité des relations utilisées correspond bien aux caractéristiques de son montage. Un candidat doit être capable d'analyser de façon rigoureuse une structure logicielle ainsi que son environnement, puis de les adapter à un cahier des charges. Il doit pouvoir la présenter avec méthode. Remarques et conseils aux candidats concernant la présentation : La qualité de la présentation intervient dans une part non négligeable de la note du candidat. Compte tenu du temps imparti (15 mn), le jury conseille au candidat de préparer son tableau. Analyse de l'épreuve L'analyse du déroulement des épreuves de l'année 2002 nous amène à noter un certain nombre de points, certains sont positifs, d'autres restent à améliorer. Dans les points positifs notons : un net progrès dans l'utilisation d'un simulateur électrique ; une amélioration dans la manipulation des appareils de mesure. Parmi les points restant à améliorer, citons : la précision du vocabulaire utilisé ; la justification des modèles utilisés ; la maîtrise du langage C (malgré un frémissement) ; la maîtrise du langage VHDL (les candidats manquent de toute évidence de pratique) ; la construction d'un système asservi, c'est à dire l'identification et la construction du schéma bloc ; l'implantation d'un correcteur numérique (format des nombres, gestion des saturations) ; les connaissances des principes d'organisation d'une chaîne de développement d'un logiciel ; l'utilisation de documents constructeur comme base uploads/Management/ rap-montages.pdf