SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES

Niveau : Terminale F2 — ÉLECTRONIQUE

Curriculum Officiel – Approche par Compétences (APC) – MINEDUB / MINESEC Cameroun.

| RÉF : CAM897275

4050 FCFA

PRÉLIMINAIRES
I. Maîtrise des Architectures Électroniques et Souveraineté Numérique Nationale
II. Pilotage des Systèmes Embariqués, Traitement Analogique-Numérique et Télécommunications
III. Déploiement des Solutions Électroniques du Port de Kribi aux Réseaux Ruraux de Ngaoundéré

Chapitre I. Conditionnement Analogique et Traitement Avancé du Signal
I.1. Amplification d’Instrumentation et Mesure de Précision en Milieu Perturbé
La transmission fiable des données issues des capteurs de température sur les cuves de fermentation de Douala exige une amplification à très haut taux de réjection du mode commun. L’étage d’entrée à trois amplificateurs opérationnels extrait les signaux différentiels de faible amplitude tout en rejetant les bruits industriels à 50 Hz. Guider les apprenants dans le calcul du gain en tension et l’ajustement de la résistance de réglage pour garantir la fidélité de mesure d’une chaîne d’acquisition.

I.2. Filtrage Actif d’Ordre Élevé et Synthèse de Fréquence
L’élimination des harmoniques parasites générées par les variateurs de vitesse dans les usines de Bafoussam repose sur l’implémentation de filtres de Butterworth et de Chebyshev de rang supérieur à deux. La réponse en fréquence stabilisée garantit la propreté du spectre avant la phase de numérisation. Faire concevoir la structure de Sallen-Key par les élèves afin qu’ils déterminent les fréquences de coupure adaptées au traitement des signaux industriels.

I.3. Validation sur Oscilloscope et Analyseur de Spectre
La vérification expérimentale des gabarits de filtrage et la mesure du taux de distorsion harmonique s’exécutent sur le banc de mesure du lycée technique de Yaoundé. L’observation directe des diagrammes de Bode valide la stabilité intrinsèque du circuit amplificateur. Superviser l’étalonnage des sondes et l’analyse spectrale menées par les élèves pour leur faire caractériser les performances dynamiques d’un montage d’entrée.

Chapitre II. Architectures à Microcontrôleurs et Systèmes Embarqués
II.1. Gestion des Interruptions et Traitement Numérique en Temps Réel
L’asservissement en temps réel des moteurs d’entraînement des bandes transporteuses de Garoua impose une gestion prioritaire des événements matériels. La configuration des registres de contrôle d’interruption évite le scrutation permanente du processeur et garantit un temps de réponse déterministe. Amener les élèves à rédiger la routine de service d’interruption externe pour sécuriser l’acquisition de vitesse sur franchissement de seuil.

II.2. Numérisation CAN/CNA et Traitement des Bus de Communication SPI et I2C
L’échange de données entre le microcontrôleur principal, les mémoires flash et les modules d’affichage d’un système de télémesure s’effectue via des bus série synchrones. Le respect des chronogrammes d’horloge et la gestion des bits d’acquittement sécurisent les flux d’informations. Inviter la classe à programmer l’interface CAN 10 bits pour convertir une grandeur analogique et la transmettre sur le bus I2C.

II.3. Prototypage et Débogage in Situ via Micro-Débugheur
La programmation in situ et le suivi pas à pas des variables internes dans l’environnement de développement logiciel permettent d’isoler les erreurs d’adressage mémoire. La simulation temporelle valide le comportement des temporisateurs internes avant écriture définitive dans la mémoire Flash. Demander aux élèves de corriger un dysfonctionnement de pointeur mémoire sur la carte de test pour valider l’exécution conforme du code embarqué.

Chapitre III. Télécommunications et Transmission de Données
III.1. Modulation Numérique FSK/PSK et Émission-Réception RF
La liaison radiofréquence reliant les stations météo isolées du plateau de l’Adamaoua au centre de collecte utilise la modulation par saut de fréquence. La conversion de phase ou de fréquence protège la chaîne de transmission contre le fading et les interférences atmosphériques. Faire analyser les constellations de phase par les élèves pour leur faire évaluer le taux d’erreur binaire en présence de bruit blanc gaussien.

III.2. Traitement d’Antenne et Lignes de Transmission HF
L’adaptation d’impédance entre l’étage final de puissance à 50 ohms et la ligne coaxiale d’émission évite la formation d’ondes stationnaires destructrices pour les composants actifs. L’utilisation des abaques de Smith simplifie la détermination des éléments réactifs de symétrisation. Conduire les élèves dans le calcul du taux d’ondes stationnaires (TOS) pour leur faire régler le synthétiseur de fréquence sur la bande VHF/UHF.

III.3. Mesure de Champ et Caractérisation de Liaisons Sans Fil
Le relevé du niveau de puissance reçue (
𝑅
𝑆
𝑆
𝐼
RSSI) au moyen d’un mesureur de champ permet de cartographier la couverture radio autour du site d’émission de Kribi. L’analyse des pertes en espace libre valide le bilan de liaison calculé lors de la phase de dimensionnement. Superviser la mesure de puissance rayonnée effectuée par les apprenants pour leur faire orienter les antennes directives selon le diagramme de rayonnement optimal.

Chapitre IV. Conversion d’Énergie et Diagnostic des Systèmes
IV.1. Hacheurs de Puissance et Onduleurs Résonants
Le pilotage des moteurs à courant continu sur les véhicules de manutention industrielle repose sur la modulation de largeur d’impulsion (MLI) appliquée aux transistors MOSFET de puissance. Le contrôle des temps morts de commutation prévient les courts-circuits de bras de pont. Faire calculer le rapport cyclique aux élèves pour leur faire ajuster la tension moyenne appliquée aux bornes de l’induit.

IV.2. Supervision Thermique et Sécurité des Composants de Puissance
La dissipation calorifique dans les modules IGBT sous le climat tropical de Maroua nécessite le dimensionnement rigoureux des dissipateurs thermiques et la mise en place de protections contre les surintensités. L’analyse du transfert thermique jonction-boîtier garantit la fiabilité à long terme. Amener la classe à déterminer la résistance thermique maximale du radiateur pour maintenir la température de jonction sous la limite critique.

IV.3. Localisation de Pannes par Analyse de Formes d’Ondes
Le diagnostic méthodique d’une carte d’alimentation à découpage défaillante s’appuie sur le contrôle systématique des points d’essai et l’interprétation des oscillations parasites sur le drain des MOSFET. L’isolement des composants dégradés remet l’équipement en état opérationnel. Engager les élèves dans une séquence de dépannage réel pour leur faire identifier un condensateur de filtrage présentant une résistance série équivalente (ESR) excessive.

ANNEXES
A. Table des jeux d’instructions et cartes des registres des microcontrôleurs standards
B. Abaque de Smith et formules de conversion pour les mesures radiofréquences
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