Architecture fonctionnelle : Structure logique qui organise les fonctions du système selon leur rôle et leurs interactions.
- Identifier les fonctions principales du système
- Grouper les fonctions en sous-systèmes logiques
- Établir les interfaces entre sous-systèmes
- Hiérarchiser les sous-systèmes selon leur importance
Robot de Nettoyage de Piscine - Architecture
• Moteurs de déplacement
• Système de localisation
• Algorithmes de parcours
• Pompe d'aspiration
• Filtre à déchets
• Système de recyclage
• Système de charge
• Gestion de puissance
• Indicateur de niveau
Identifier les fonctions principales : navigation, nettoyage, autonomie, sécurité.
Regrouper les fonctions similaires en sous-systèmes logiques.
Établir les communications entre sous-systèmes (données, énergie, contrôle).
Architecture modulaire avec 3 sous-systèmes : Navigation, Nettoyage, Énergie, avec interfaces clairement définies.
• Modularité : Chaque sous-système a une fonction clairement définie
• Indépendance : Les sous-systèmes doivent fonctionner indépendamment
• Communication : Les interfaces doivent être standardisées
Choix technologiques : Sélection des composants, matériaux et technologies qui permettront de réaliser les fonctions du système.
- Identifier les critères de sélection (performance, coût, disponibilité)
- Rechercher les solutions technologiques disponibles
- Comparer les solutions selon les critères
- Valider le choix avec les contraintes du cahier des charges
Système de Domotique - Technologies
• WiFi pour interfaces utilisateur
• Bluetooth pour configuration locale
• Processeur ARM Cortex-A72
• OS Linux (Raspberry Pi OS)
• Capteurs température/humidité
• Actionneurs motorisés
Performance, coût, compatibilité, disponibilité, durabilité.
Identifier les technologies disponibles pour chaque fonction.
Utiliser une matrice de décision pour évaluer les options.
Technologies sélectionnées : Zigbee/WiFi/Bluetooth, Raspberry Pi 4, modules relais, capteurs intelligents.
• Compatibilité : Les technologies doivent être compatibles entre elles
• Évolutivité : Prévoir la possibilité d'évolutions futures
• Fiabilité : Sélectionner des technologies éprouvées
Modélisation : Représentation abstraite du système qui permet d'étudier son comportement et ses performances.
- Choisir le type de modèle (fonctionnel, structurel, comportemental)
- Identifier les variables et paramètres du système
- Établir les relations entre les éléments
- Valider le modèle avec des cas d'utilisation
Système de Commande d'Ascenseur - Modélisation
• État montée : déplacement vers le haut
• État descente : déplacement vers le bas
• État ouverture porte : accès passager
• Si appel = bas et position > destination → descente
• Si position = destination → arrêt et ouverture porte
• Tableau de commandes
• Chronogrammes de fonctionnement
Identifier les états possibles et les transitions entre états.
Représenter les règles de transition entre états.
Vérifier que le modèle couvre tous les cas d'utilisation.
Modèle d'automate à états finis avec 4 états et transitions conditionnelles.
• Complétude : Le modèle doit couvrir tous les cas d'utilisation
• Clarté : La représentation doit être compréhensible
• Précision : Les conditions de transition doivent être exactes
Validation : Processus de vérification que la conception répond aux exigences du cahier des charges.
- Vérifier la conformité aux exigences fonctionnelles
- Évaluer les performances techniques
- Tester la robustesse face aux contraintes
- Confirmer la faisabilité du prototype
Capteur de Température - Validation
• Précision : ±0.5°C
• Linéarité : <0.1%
• Consommation : < 1mA
• Sortie : signal analogique
• Résistance aux vibrations
• Immunité électromagnétique
Vérifier que la conception répond à toutes les exigences fonctionnelles et non fonctionnelles.
Comparer les caractéristiques techniques aux spécifications.
Simuler les conditions d'utilisation réelles et les contraintes environnementales.
Conception validée : plage de mesure, précision, robustesse conformes aux exigences.
• Traceabilité : Chaque exigence doit être vérifiée
• Testabilité : Chaque caractéristique doit être mesurable
• Redondance : Prévoir des tests multiples pour les points critiques
Documentation : Ensemble des documents qui décrivent la conception, les choix techniques et les justifications.
- Rédiger l'architecture du système
- Détailler les choix technologiques
- Documenter les interfaces et protocoles
- Inclure les justifications de conception
Système de Freinage Hydraulique - Documentation
| Composant | Fonction | Spécification | Justification |
|---|---|---|---|
| Pédale de frein | Commande manuelle | Course : 150mm, Force : 100N | Confort conducteur |
| Boîtier de commande | Amplification hydraulique | Ratio : 1:4 | Sécurité et puissance |
| Flexibles hydrauliques | Transport fluide | Résistance : 35 bars | Fiabilité et durabilité |
| Disques de frein | Conversion énergie | Diamètre : 280mm, Matériau : Acier | Efficacité freinage |
• Spécifications techniques
• Schémas électriques/mécaniques
• Procédures de test
• Plan de fabrication
Organiser les sections selon les aspects de la conception.
Documenter chaque élément avec ses caractéristiques et fonctions.
Expliquer les raisons des décisions techniques prises.
Vérifier que tous les aspects de la conception sont couverts.
Documentation complète avec architecture, composants, spécifications et justifications techniques.
• Complétude : Tous les aspects de la conception doivent être documentés
• Clarté : La documentation doit être compréhensible par des tiers
• Maintenance : La documentation facilite la maintenance et l'évolution
- Top-down : Approche descendante de l'analyse globale aux détails
- Bottom-up : Construction à partir des composants élémentaires
- Modularité : Découpage en sous-systèmes indépendants
- Itérative : Amélioration progressive de la conception
- La conception doit respecter toutes les contraintes du cahier des charges
- Les interfaces entre sous-systèmes doivent être clairement définies
- Les choix technologiques doivent être justifiés par des critères objectifs
- La documentation doit être complète et maintenable
- Simplicité : Solution la plus simple qui réponde aux besoins
- Faillibilité : Prévoir les modes de défaillance et les protections
- Évolutivité : Capacité d'adaptation aux futurs besoins
- Coût-efficacité : Meilleur rapport qualité-prix
