Exercice : Feux tricolores de carrefour [Outils et langages de programmation]

Feux tricolores de carrefour

Description du fonctionnement

Il s'agit de gérer des feux de carrefour entre une rue et une avenue (dans cette étude, on ne se soucie pas des boutons poussoirs "piétons").

Le fonctionnement est le suivant :

Côté avenue

le feu de l'avenue reste vert pendant 20s ;
le feu passe ensuite à l'orange pendant 2s ;
le feu vert s'allumera 1s après le passage du feu rouge de la rue.

Côté rue

Le feu vert s'allumera 1s après le passage du feu rouge de l'avenue et restera allumé 7 secondes ;
la durée du feu orange est de 2s.

Question

Q1 : En tenant compte de la description du fonctionnement des feux de carrefour, effectuer le bilan des variables d'entrées et de sorties du système étudié en complétant le tableau.

Entrées		Sorties
Variable	Désignation	Variable	Désignation
\(~\)
...	...	...	...

Indice

On parle de variable d'entrée pour une variable qui 'entre' dans la chaîne d'information.

On parle de variable de sortie pour une variable qui 'sort' de la chaîne d'information.

Indice

Pour la variable, on utilise un sigle ou une abréviation afin de simplifier l'écriture du Graphe d'états.

La désignation est la définition textuelle de la variable.

Indice

Ici c'est un cas particulier, on est en mode automatique, donc le système fonctionne en boucle, sans aucune consigne de mise en marche.

Donc, il n'y a pas d'entrée.

Indice

Sorties : FRa <=> Feu Rouge avenue ; ...

Solution

Entrées		Sorties
Variable	Désignation	Variable	Désignation
		FRa	Feu Rouge avenue
		FOa	Feu Orange avenue
		FVa	Feu Vert avenue
		FRr	Feu Rouge rue
		FOr	Feu Orange rue
		FVr	Feu Vert rue

Question

Q2 : Lister le nombre d'états possibles (en vous aidant de la vidéo).

Indice

Il faut bien observer la vidéo et noter toutes les phases successives de commandes des 2 feux tricolores (avenue et rue).

Indice

Chaque état est la combinaison de la commande de 2 sorties (ou 2 ordres envoyés à la chaîne d'énergie), une sur chacun des feux tricolores.

Solution

Si vous regardez attentivement la vidéo, on peut observer 6 états successifs (qui tournent en boucle) :

état 1 : FVa & FRr ;
état 2 : FOa & FRr ;
état 3 : FRa & FRr ;
état 4 : FRa & FVr ;
état 5 : FRa & FOr ;
état 6 : FRa & FRr .

REMARQUE : on pourrait même considérer qu'il n'y a que 5 états vu que l'état FRa & FRr est présent 2 fois. Mais comme l'état qui suit n'est pas le même dans les 2 cas, il sera beaucoup plus simple de construire le graphe avec 6 états.

Question

Q3 : Préciser les conditions permettant d'être dans l'état initial.

Indice

Il faut bien observer sur la vidéo, l'état au début du cycle.

Solution

Le cycle commence par l'état 1 : FVa & FRr .

Question

Q4 : Représenter et compléter les rectangles d'états (nom, actions associées,...). Il est conseillé de dessiner votre graphe au centre d'une page entière, nous allons y apporter des modifications aux questions Q7 et Q9.

Indice

Pour commencer, relire le paragraphe 'Les états' du cours.

Indice

Il faut bien réfléchir à l'enchaînement de l'activation des états avant de commencer à dessiner.

Indice

6 états donc 6 rectangles. Pour les noms, on va reprendre ceux de la réponse à Q2 (état 1 ; état 2 ; ...)

Indice

A l'intérieur de chaque état, il faut commander les sorties qui correspondent en les activant.

Par exemple : FVa = 1.

Indice

Bien penser à noter le mode d'exécution de l'état choisit (entry, during ou exit).

Indice

Utiliser le mode d'exécution 'during' facilite considérablement la conception du graphe d'états.

Solution

Ce n'est qu'une proposition, on aurait pu représenter les rectangles en formant un cercle.

Le fait d'utiliser le mode d'exécution 'during' (pendant l'activation de l'état) permet de ne pas gérer l'allumage puis l'extinction des feux. Les feux seront actifs tant que l'état est actif ("during").

Question

Q5 : Dessiner les transitions entre les états et compléter les conditions de passage des transitions. Préciser, avec le symbole adéquat, l'état initial.

Indice

Pour commencer, relire le paragraphe 'Les transitions' du cours.

Indice

Pour les transitions, il suffit de relier les états par des flèches en respectant l'ordre d'activation voulu.

Indice

Pour les conditions de passages, ce ne sont que des temporisations.

Indice

Une temporisation s'écrit (after, x sec) où x est la durée de la temporisation (ici en seconde).

Solution

Il ne faut pas oublier de représenter l'état initial (symbole du point noir lié à une flèche) ici présent en haut du graphe.

Description du fonctionnement - modification : priorité à l'avenue

On souhaite améliorer le flux de circulation de l'avenue en la rendant prioritaire par rapport à la rue. Un capteur de détection de la présence d'une voiture devant le feu tricolore de la rue Voit_Rue a été rajouté. Désormais, le feu tricolore de la rue ne passera au vert que si une voiture se présente sur ce capteur.

Question

Q6 : Faire apparaître dans votre tableau de bilan des variables (voir Q1) la nouvelle variable.

Indice

La nouvelle variable correspond à une information dont on fait l'acquisition ou à un ordre que l'on donne à la chaîne d'énergie ?

Solution

Entrées		Sorties
Variable	Désignation	Variable	Désignation
Voit_Rue	Présence d'une voiture sur rue	FRa	Feu Rouge avenue
		FOa	Feu Orange avenue
		FVa	Feu Vert avenue
		FRr	Feu Rouge rue
		FOr	Feu Orange rue
		FVr	Feu Vert rue

Question

Q7 : Modifier votre graphe d'état afin de satisfaire à cette nouvelle contrainte.

Indice

Il ne faut modifier que la condition de démarrage du cycle (passage de l'état 1 à l'état 2).

Solution

On ne modifie que la condition de passage de l'état 1 à l'état 2 (entourée en rouge sur le graphe ci-contre).

Description du fonctionnement - modification : feux oranges clignotants

En cas de problème technique, l'information Défaut doit permettre de faire passer les feux tricolores en mode orange clignotant (à une fréquence de 2 Hz).

Question

Q8 : Faire apparaître dans votre tableau de bilan des variables (voir Q1),la nouvelle variable.

Indice

La nouvelle variable correspond à une information dont on fait l'acquisition ou à un ordre que l'on donne à la chaîne d'énergie ?

Solution

Entrées		Sorties
Variable	Désignation	Variable	Désignation
Voit_Rue	Présence d'une voiture sur rue	FRa	Feu Rouge avenue
Défaut	Système en défaut	FOa	Feu Orange avenue
		FVa	Feu Vert avenue
		FRr	Feu Rouge rue
		FOr	Feu Orange rue
		FVr	Feu Vert rue

Question

Q9 : Modifier votre graphe d'état afin de satisfaire à cette nouvelle contrainte.

Indice

On peut commencer par créer 2 "super états" (Mode Normal et Mode Défaut) comme sur la proposition de graphe ci-contre.

Il faut ensuite compléter les conditions de passage d'un mode à l'autre.

Indice

Après avoir complété les conditions de passage d'un mode à l'autre (entourée en rouge sur le graphe ci-contre), il faut compléter le "super état" Mode Défaut" en déterminant le nombre d'état nécessaire pour faire clignoter les feux oranges.

Il faut ensuite compléter ces états par les actions nécessaire pour faire clignoter les feux oranges.

Indice

Pour faire clignoter les feux oranges, on a besoin que de 2 états (feux oranges éteints et feux oranges allumés).

Ici, ils sont nommés EtatDefaut1 et EtatDefaut2 mais on aurait pu les nommer différemment (par exemple, éteint et allumé).

Commencer par compléter les actions dans les états puis compléter les conditions de passages d'un état à l'autre (feux oranges éteints à feux oranges allumés).

Pour clignoter à une fréquence de 2 Hz, il faut faire des cycles de 0,5s.

Donc on passe d'un état à l'autre toutes les 0,25s.

Enfin, il faudrait choisir lequel des 2 états est l'état initial mais cela n'a aucune incidence sur le respect des exigences de la modification (non fait sur le corrigé).