Pourquoi c est fait comme ça?

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1 C H A P I T R E 1 Pourquoi c est fait comme ça? 1. Les objets techniques en domotique (pp ) doc 1 Des exemples d objets techniques informatisés et automatisés (p. 10) 1. Il est utile que l appareil sportif enregistre les performances de la personne qui l utilise afin de suivre, dans le temps, l évolution de sa forme physique. 2. Exemples d objets de domotique dont le fonctionnement a été automatisé : le réfrigérateur, le détecteur de fumée, l ascenseur, le lave-vaisselle, etc. doc 2 Des exemples de services offerts par la domotique (p. 11) 1. Il est utile d avoir un détecteur de fumée dans la cuisine afin de détecter un éventuel début d incendie dû à l utilisation du feu. 2. La domotique peut permettre l ouverture et la fermeture automatiques des volets. doc 3 Un exemple de télécommande multifonction (p. 11) 1. L utilisation d une télécommande unique pour piloter plusieurs services simplifie la prise en main par l utilisateur, car la logique d utilisation reste la même. 2. L intérêt de pouvoir programmer le chauffage est de pouvoir réguler la température en fonction de l heure de la journée, que l on soit chez soi ou pas. 2. La représentation fonctionnelle (pp ) doc 1 Les fonctions que doit assurer un portail automatique (p. 12) 1. Le portail résiste aux conditions atmosphériques grâce à la qualité des matériaux de construction utilisés et à sa structure. 2. L énergie disponible pour le portail est de l énergie électrique. 3. Représentation fonctionnelle d un téléphone portable : Énergie Résister à l environnement. Environnement S adapter à l énergie. Téléphone portable Utilisateur Permettre à l utilisateur d échanger des conversations avec les autres personnes. Autres personnes 5

2 doc 2 Les solutions techniques retenues sur un portail automatique (p. 13) 1. La fonction d un moteur électrique est de transformer l énergie électrique en énergie mécanique. 2. C est l antenne qui reçoit les signaux. 3. C est le vantail qui permet de répondre à la fonction «bloquer ou non le passage». Antenne Moteur électrique Vantail Vérin Unité de traitement 4. Pour un téléphone portable : FONCTION FONCTIONS TECHNIQUES SOLUTIONS TECHNIQUES Permettre à l utilisateur d échanger des conversations avec les autres personnes Émettre du son Recevoir les consignes Enregistrer le son émis Haut-parleur Clavier Microphone 3. Le respect des contraintes (pp ) doc 1 Les contraintes à respecter pour un lecteur DVD (p. 14) 1. Contraintes liées au fonctionnement Lire les informations stockées sur un DVD. Être relié à la télévision. S adapter au meuble qui contiendra le lecteur DVD. Être relié aux enceintes. S adapter à l énergie disponible. Recevoir les ordres de l utilisateur. Contraintes liées à l esthétisme Plaire à l utilisateur. 6

3 Chapitre 1 Pourquoi c est fait comme ça? 2. Utilisateur Énergie Plaire à l utilisateur. Recevoir les ordres S adapter à l énergie disponible. de l utilisateur. Informations stockées sur un DVD Lecteur DVD Enceintes Être relié Lire les informations stockées sur un Disque dur DVD. externe aux enceintes. Lire les informations stockées sur le disque dur externe. Télévision Être relié à la télévision. S adapter au meuble qui contiendra le lecteur DVD. Meuble doc 2 Le choix d une solution technique (p. 15) 1. Couleur de caractéristiques Orange Rose Jaune Vert Contrainte Être relié à la télévision. Être relié aux enceintes. Lire les informations stockées sur un DVD. S adapter au meuble qui contiendra le lecteur DVD. 2. Trois solutions techniques ont été retenues sur le modèle 2 pour satisfaire la contrainte «être relié à la TV». 3. Le modèle le plus cher est le modèle 3, car il possède le plus de caractéristiques techniques et offre l encombrement le plus faible. 4. La réponse dépend du goût des élèves. Si les constructeurs proposent plusieurs couleurs, c est pour répondre à la contrainte «plaire à l utilisateur». 5. C est le modèle 3 qui respecte le mieux la fonction «s adapter au meuble qui contiendra le lecteur DVD», car il possède l encombrement le plus réduit. 4. Les contraintes économiques (pp ) doc 1 Le coût d une télévision, pour un utilisateur (p. 16) 1. L utilisateur peut faire des économies sur le bouquet de chaînes TV et sur l assurance. 2. L achat d un appareil, sa réparation éventuelle, l assurance et le forfait téléphonique (à régler chaque mois) sont autant de frais à prendre en charge par l utilisateur de téléphone portable. 3. Pour un utilisateur dont l ordinateur est relié à Internet, l électricité et l abonnement Internet représentent deux postes de dépenses. 7

4 doc 2 Le coût d une télévision, pour un constructeur (p. 17) 1. Avant de commercialiser l objet technique, il est important de contrôler la qualité des pièces afin de vérifier leur conformité avec ce qui était attendu. 2. Un constructeur doit prévoir le recyclage des télévisions en fin de vie. doc 3 L impact des contraintes environnementales sur le coût d un produit (p. 17) 1. Le recyclage permet de récupérer les déchets pour les insérer dans un nouveau cycle de production. 2. Le coût des mesures que l on peut prendre en faveur de l environnement sera supporté à la fois par l utilisateur (par exemple via la taxe sur le recyclage, l incitation fiscale, une fonctionnalité moins consommatrice d énergie, etc.) et à la fois par le constructeur (par exemple via le choix de matériaux non dangereux, le choix de matériaux issus du recyclage, etc.). 3. Le gouvernement peut favoriser l achat d objets qui respectent l environnement en mettant en place des incitations fiscales. 5. La chaîne d énergie d un objet technique (pp ) doc 1 Quelques énergies utilisées en domotique (p. 18) 1. L ordinateur est un autre exemple d application pour lequel l électricité électrique est utilisée. 2. La calculatrice et certains lampadaires sont des exemples d objets techniques qui peuvent utiliser l énergie solaire. doc 2 Le schéma de principe de la chaîne d énergie (p. 19) 1. La chaîne d énergie est composée de quatre blocs fonctionnels. flux d énergie Source d énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Action souhaitée Blocs fonctionnels 2. Il s agit de l électricité. 3. L action d un système poulie/courroie est associée au bloc fonctionnel «Transmettre». doc 3 La chaîne d énergie dans la borne escamotable (p. 19) 1. Alimenter : raccord au réseau Distribuer : contacteur Convertir : moteur électrique Transmettre : vérin 2. Les deux liaisons représentées sur le document sont la liaison pivot et la liaison hélicoïdale. 8

5 Chapitre 1 Pourquoi c est fait comme ça? 6. La chaîne d information d un objet technique (pp ) doc 1 Un exemple de traitement d information (p. 20) 1. L intérêt des lampadaires qui s éteignent la nuit est d économiser de l énergie. 2. C est le capteur qui mesure la luminosité. 3. Les deux rôles de la carte de commande sont : traiter les informations et donner les ordres. doc 2 Le schéma de principe de la chaîne d information (p. 21) 1. Il s agira d un signal de nature électrique. 2. Dans un ordinateur, c est souvent le microprocesseur qui réalise la fonction «Traiter». doc 3 Des exemples de solutions pour que l utilisateur puisse indiquer ses consignes (p. 21) 1. Exemples d objets techniques à qui l on donne une consigne : le clavier d un téléphone, des boutons sur une gazinière, un bouton dans un frigo, etc. 2. Il est intéressant de pouvoir régler le temps et la puissance de cuisson sur un four pour tenir compte des différents types de cuisson des aliments. Corrigé des exercices (pp ) 1 Les fonctions qu assurent les objets techniques de domotique (p. 23) Objet technique Système anti-incendie Four programmable Ballon d eau chaude programmable Système d arrosage automatique Store automatique Détecteur de présence anti-effraction Fonction Détecter et éteindre un incendie. Chauffer de la bonne manière et au bon moment des aliments. Chauffer de l eau aux instants souhaités et la distribuer. Distribuer automatiquement de l eau dans le jardin. Protéger automatiquement du soleil. Prévenir l utilisateur de la présence d une personne non souhaitée. 9

6 2 La représentation fonctionnelle (p. 23) 1. et 2. Saletés Eau de la piscine Stocker les saletés. Propriétaire Enlever les saletés de l eau de la piscine. Robot nettoyeur de piscine Plaire au propriétaire. Énergie Respecter les normes de sécurité. Normes S adapter à la piscine. S adapter à l énergie disponible. Piscine 3. Les contraintes à respecter sont : «stocker les saletés», «plaire au propriétaire», «s adapter à l énergie disponible», «s adapter à la piscine» et «respecter les normes de sécurité». 4. Les contraintes liées au fonctionnement sont : «stocker les saletés», «s adapter à l énergie disponible» et «s adapter à la piscine». La contrainte liée à la sécurité est : «respecter les normes de sécurité». La contrainte liée à l esthétisme est : «plaire au propriétaire». 3 Les fonctions et les solutions techniques (p. 24) 1. et 2. OBJET TECHNIQUE FONCTIONS SOLUTIONS TECHNIQUES Afficher les images Écran Ensemble home cinéma Émettre du son Lire les films sur des supports numériques Recevoir les consignes Enceintes Lecteur DVD Télécommande 10

7 Chapitre 1 Pourquoi c est fait comme ça? 4 La chaîne d information et la chaîne d énergie (p. 24) 1. Les deux composants qui réalisent la fonction «Acquérir» de la chaîne d information sont les boutons et le contacteur. Celui qui permet de recevoir un ordre de l utilisateur est le bouton. 2. Le relais réalise la fonction «Distribuer» de la chaîne d énergie. 3. C est la poulie munie de ses câbles qui transmet le mouvement du moteur à la cabine. La poulie est en rotation, et les câbles, quand ils n enroulent pas la poulie, sont en translation. 4. La fonction du moteur est de convertir l énergie électrique en énergie mécanique. 11

8 C H A P I T R E 2 Avec quoi c est fait? 1. Les propriétés des matériaux (pp ) doc 1 Quelques propriétés de matériaux utilisés en domotique (p. 26) 1. On peut relier le matériau à une pile et une ampoule. Si l ampoule s éclaire, le matériau conduit l électricité. 2. Exemples d objets de domotique qui utilisent les propriétés thermiques des matériaux qui les constituent : le radiateur, le frigo (pour ses propriétés d isolation thermique), etc. doc 2 Le choix d un matériau sur ses propriétés électriques ou mécaniques (p. 27) 1. On a choisi l acier pour la fabrication de la chaîne, car elle doit laisser passer le courant et offrir une certaine résistance mécanique. 2. Le PVC est le matériau le plus isolant électriquement. doc 3 Le choix d un matériau sur ses propriétés thermiques (p. 27) 1. On a choisi le verre pour la fabrication de la porte, car c est le matériau qui répond au mieux aux critères souhaités : il résiste bien aux hautes températures et il ne transmet pas la chaleur. 2. L acier est le matériau le plus conducteur de chaleur. 2. La mise en forme des matériaux (pp ) doc 1 La mise en forme d un capot de four à micro-ondes (p. 28) 1. Les matériaux métalliques peuvent être mis en forme selon les procédés représentés sur le document Cisaillage 2 Emboutissage 3 Poinçonnage Usinage doc 2 Le choix des matériaux pour les capteurs solaires de piscine (p. 29) 1. Une matière plastique noire permet de capter l énergie solaire. 2. Les capteurs solaires sont plats pour pouvoir capter les rayons du soleil sur toute leur surface. 4 13

9 3. Les ingénieurs ont sélectionné le verre, la matière plastique noire et un isolant thermique. Ce choix a été fait pour récupérer au maximum l énergie du soleil sur une grande surface, et la transmettre de façon optimale à l eau de la piscine. 3. Les aspects économiques et écologiques (pp ) doc 1 Évolution du prix du silicium (p. 30) 1. L intérêt de lire le prix du silicium par unité de puissance est de comparer le prix avec la fonction à satisfaire, et de voir l effet des innovations technologiques sur le coût du matériau. 2. Jusqu en 2007, la hausse des prix du silicium est due à une forte demande. 3. Les constructeurs ont développé des panneaux solaires plus performants, nécessitant moins de silicium. doc 2 Faire face à la pénurie des matériaux : un exemple d action (p. 31) 1. Les bobinages de cuivre sont réalisés en matériaux métalliques. 2. Il est important de recycler les matériaux pour faire face à une pénurie. doc 3 La gestion des télévisions en fin de vie (p. 31) 1. Les intervenants impliqués dans le recyclage des télévions sont les constructeurs, les consommateurs, les mairies et les entreprises spécialisées. Ils agissent chacun à des niveaux différents, selon leurs compétences. 2. En 2013, on espère recycler 70 % des 5,5 millions de télévisions qui arrivent en fin de vie, soit 3,85 millions. Corrigé des exercices (pp ) 1 La mise en forme des matériaux (p. 33) a Cisaillage : 1 b Pliage : 3 c Poinçonnage : 2 2 Le choix d un matériau pour les plaques à induction (p. 33) 1. Matériau Isolation électrique Isolation thermique Mise en forme en grandes plaques Résistance aux grandes températures Acier Fonte Vitrocéramique Plastique La vitrocéramique répond aux critères souhaités concernant l isolation électrique, l isolation thermique, la mise en forme de grandes plaques et la résistance aux grandes températures. 14

10 Chapitre 2 Avec quoi c est fait? 3 Les contraintes économiques (p. 34) 1. En 2008, la part du prix des matières premières dans le coût de fabrication d une pièce en matière plastique est d environ 70 %. 2. Si le prix des matières premières devenait trop excessif, les fabricants pourraient être amenés à créer des innovations technologiques. 4 La valorisation des équipements électroniques (p. 34) 1. Non, certains appareils hors d usage sont réparés. 2. Non, une batterie est systématiquement traitée. 3. Lorsqu on sélectionne un matériau pour fabriquer un appareil électronique, il faut prendre en compte sa capacité de valorisation. 4. Non, un appareil électronique en fin de vie doit être traité conformément aux recommandations des professionnels de la valorisation. 15

11 C H A P I T R E 3 Avec quoi ça fonctionne? 1. Les besoins en énergie (pp ) doc 1 Ordres de grandeur de consommation (p. 36) 1. L ampoule fluorescente a la plus basse consommation. 2. La différence de consommation entre les deux moniteurs s explique par l utilisation d une technologie différente pour chacun. 3. L énergie consommée par : l ampoule à filament est de 60 Wh ; l ampoule fluorescente est de 15 Wh. On économise donc : = 45 Wh. 45 De plus, 100 = 75 %. 60 L économie réalisée avec une ampoule fluorescente par rapport à une ampoule à filament est donc de 75 %. 4. Sur une durée de 10 h 00 : un écran CRT consomme : = Wh ; un écran LCD consomme : = 100 Wh. De plus, = 900 Wh. L économie réalisée en utilisant un moniteur plat est donc de 900 Wh. doc 2 Moyennes des consommations d énergie par type d appareil (p. 37) 1. L unité utilisée est le kwh/an. 2. Les appareils qui consomment plus de 500 kwh/an sont le réfrigérateur américain, le réfrigérateur-congélateur et le congélateur. 3. Sur une année, l appareil le moins «vorace» en énergie est le fer à repasser. doc 3 Les classes d efficacité énergétique (p. 37) 1. Cette étiquette-énergie est celle d un réfrigérateur-congélateur. 2. Cet appareil est de classe A. 3. D après l échelle d efficacité énergétique, il fait partie des appareils qui consomment le moins d énergie. 2. La nature des énergies utilisées en domotique (pp ) doc 1 L énergie électrique en domotique (p. 38) 1. C est de l énergie électrique qui est utilisée pour le fonctionnement des objets techniques de la domotique. 2. Confort : climatisation, chauffage, porte de garage, hi-fi, portail. Sécurité : alarme, digicode. doc 2 La technologie solaire thermique (p. 39) 1. C est le panneau solaire qui capte l énergie du soleil. 17

12 2. Non, le liquide chauffé n est pas directement utilisé dans le circuit secondaire. 3. Les énergies utilisées par ce système de chauffage sont : l énergie calorifique du soleil pour chauffer l eau ; l énergie électrique pour la circulation dans les différents circuits. doc 3 La géothermie (p. 39) 1. Les capteurs enterrés permettent de récupérer la chaleur renouvelée sans cesse par le soleil. 2. Le générateur permet de valoriser et transformer la chaleur récupérée par les capteurs, afin de la rendre utilisable dans la maison sous forme de chauffage. 3. Les deux avantages de cette technologie de chauffage sont : l utilisation d une énergie renouvelable ; la gratuité de cette énergie. 3. La gestion et la régulation de l énergie (pp ) doc 1 La commande «tout ou rien» (p. 40) 1. L élément qui permet au lecteur d allumer l ampoule est l interrupteur. 2. L ampoule utilise de l énergie électrique. 3. Il faut d abord brancher le programmateur dans la prise électrique puis le lavevaisselle dans le programmateur. 4. Pour faire des économies avec un compteur «jour nuit», il faut régler le programmateur pour un fonctionnement de l appareil électrique entre 22 h 00 et 6 h 00 du matin. doc 2 La régulation de température (p. 41) 1. Les fonctions de la chaîne d information mises en jeu dans la régulation de la température du salon sont : acquérir, traiter et communiquer. Les fonctions de la chaîne d énergie sont : alimenter, distribuer, convertir et transmettre. 2. La fonction de la chaîne d information mise en jeu dans la régulation de la température de la chambre est : acquérir. La fonction de la chaîne d énergie est : transmettre. 3. La température régulée reste constante. Corrigé des exercices (pp ) 1 L unité de l énergie utilisée (p. 43) Objet Ampoule Écran Unité centrale Joule (J) Wattheure (Wh) La classe énergétique d un objet (p. 43) 1. L appareil le moins efficace énergétiquement est le lave-linge, car il est de classe énergétique B, alors que le réfrigérateur est de classe A. 18

13 Chapitre 3 Avec quoi ça fonctionne? 2. Le lave-linge consomme 1,75 kwh par cycle. 3. Le réfrigérateur consomme 522 kwh par an. 4. La consommation du lave-linge est donnée en kwh par cycle, car il ne fonctionne pas en permanence. 3 La nature de l énergie (p. 44) 1. Un panneau solaire permet de générer de l électricité. 2. Une pile à combustible délivre de l énergie électrique. 3. Pour son fonctionnement, le relais téléphonique utilise de l énergie électrique. 4. Le panneau solaire ne peut pas fournir d électricité la nuit, car son principe de conversion est basé sur la présence de lumière. 5. La deuxième source d énergie est utilisée pour le fonctionnement de nuit du relais téléphonique. 4 Les types de commande (p. 44) Élément Interrupteur Programmateur Centrale de gestion de chauffage Détecteur de présence Thermostat d ambiance «Tout ou rien» «Tout ou rien» Système régulé «Tout ou rien» Système régulé Type de commande 5 La régulation d une grandeur (p. 44) Pièce Courbe de température Température régulée ou non Salle de bain T ( C) 16 Durée (heures) Température non régulée Pièce principale T ( C) 20 Témpérature régulée Durée (heures) 19

14 C H A P I T R E 4 Comment ça a évolué dans le temps? 1. Les différentes solutions techniques (pp ) doc 1 Les bornes d appel d urgence (p. 46) 1. En montagne, pour connecter une borne d appel d urgence au réseau téléphonique, on utilise un émetteur d ondes radio. 2. On utilise un émetteur d ondes radio, car l installation d un câble sur une longue distance engendre beaucoup de travaux et coûte très cher. doc 2 Les serrures (p. 47) 1. C est une clé qui permet de verrouiller ou de déverrouiller une serrure à garnitures et c est le doigt de l utilisateur (reconnaissance de l empreinte digitale) qui permet d ouvir une serrure biométrique. 2. Le logiciel gère l ouverture de la serrure en fonction de l empreinte digitale, permet de paramétrer des plages horaires d ouverture et propose un historique de l utilisation de la serrure. 3. Les avantages sont les suivants : il n y a pas besoin de clé, il est possible d empêcher l ouverture de la serrure à certaines heures et de connaître le nom des personnes qui ont utilisé la serrure. L inconvénient majeur est que, sans électricité, la serrure biométrique ne fonctionne pas. 2. L évolution des solutions techniques (pp ) doc 1 L éclairage dans une habitation (p. 48) 1. Le lustre est suspendu au plafond tandis que le luminaire est posé directement au sol. 2. Un luminaire apporte un plus grand confort d utilisation qu un lustre, car on peut le déplacer facilement dans une pièce, orienter la lumière dans plusieurs directions et faire varier l intensité lumineuse. doc 2 Les lave-linge (p. 49) 1. Le programmateur réalise l enchaînement de toutes les opérations, sans intervention manuelle. 2. Les progrès de l électronique ont permis la fabrication de machines réactives qui peuvent modifier certains paramètres de lavage en fonction d informations données par divers capteurs. Corrigé des exercices (pp ) 1 Des inventions liées au confort (p. 51) La télévision 1923 Le réfrigérateur domestique

15 L aspirateur sans sac 1984 Le four à micro-ondes 1947 Le micro-ordinateur (Micral) 1972 La lampe à incandescence 1879 L aspirateur 1901 L écran à cristaux liquides Évolution du lave-vaisselle (p. 52) Lave-vaisselle automatique 1940 Lave-vaisselle mécanique 1850 Lave-vaisselle intégrable 1980 Lave-vaisselle électrique Que suis-je? (p. 52) A B C La télévision Le micro-ordinateur La machine à écrire 22

16 C H A P I T R E 5 Comment ça communique? 1. Le fonctionnement d un système automatique (pp ) doc 1 La décomposition d un système automatique en chaînes (p. 54) 1. L une des entrées de la chaîne d information vient de l extérieur du système tandis que l autre vient d informations sur le système lui-même. 2. Les informations qui lient la chaîne d information à la chaîne d énergie s appellent des ordres. doc 2 La chaîne d information (p. 55) 1. Les informations sont communiquées à l utilisateur de manière sonore ou visuelle. 2. Non, certaines informations à acquérir proviennent du système et de grandeurs physiques extérieures. doc 3 La chaîne d énergie (p. 55) 1. C est la fonction «Distribuer» qui reçoit les ordres de la chaîne d énergie. 2. L association des deux chaînes a pour finalité de réaliser la fonction d usage du système. 2. Les éléments qui composent la chaîne d information (pp ) doc 1 Composants qui réalisent la fonction «Acquérir» (p. 56) 1. Pour acquérir une information physique, il faut utiliser un capteur. 2. Une barrière infrarouge peut être utilisée pour sécuriser ou délimiter une zone à ne pas franchir, par exemple pour sécuriser une piscine. doc 2 Composants qui réalisent la fonction «Traiter» (p. 57) 1. Les données circulent en passant par les connecteurs d entrée, puis sont traitées par le composant programmable, et transmettent les ordres ou informations à communiquer par les connecteurs de sortie. 2. Le programme exécute les instructions en fonction des données d entrée et délivre les ordres. doc 3 Composants qui réalisent la fonction «Communiquer» (p. 57) 1. Le composant qui permet de transmettre une information en utilisant de la lumière est la fibre optique. 2. La technologie qui permet de connecter sans fil des ordinateurs en réseau est le wifi. 3. Une sirène peut être utilisée pour signaler un danger dans une zone fréquentée par des malvoyants. 23

17 3. Les éléments qui composent la chaîne d énergie (pp ) doc 1 Composants qui réalisent la fonction «Alimenter» (p. 58) 1. Une batterie délivre un signal continu alors que le réseau électrique délivre un signal alternatif. 2. La tension délivrée par une batterie est de l ordre d une dizaine de volts. 3. Le réseau électrique est le plus dangereux pour l Homme, car la tension est de l ordre de quelques centaines de volts. doc 2 Composants qui réalisent la fonction «Distribuer» (p. 59) 1. C est le transistor qui permet de distribuer l énergie en «tout ou rien» ou de l amplifier. 2. Dans le domaine de l éclairage, on utilise un télérupteur. doc 3 Composants qui réalisent la fonction «Convertir et transmettre» (p. 59) 1. C est le moteur électrique qui permet de convertir l énergie électrique en énergie mécanique. 2. L air chaud a tendance à monter. 4. Le signal analogique et le signal numérique (pp ) doc 1 Les informations logiques (p. 60) 1. Une information logique ne peut prendre que deux états. 2. Si la porte est fermée, le détecteur délivrera un 0 logique. Si elle est ouverte, il délivrera un 1 logique. doc 2 Les informations analogiques (p. 61) 1. Non, un capteur analogique ne délivre pas toujours une information analogique. 2. Il y a trois points de la courbe d entrée qui ont le même code numérique de sortie. doc 3 L intégration des fonctions : la numérisation (p. 61) 1. Il faut 8 bits pour faire 1 octet octets sont représentés pour chaque appareil. 3. L intérêt d utiliser l information sous forme numérique est de faciliter le traitement de l information et la communication entre objets techniques. 5. La logique combinatoire (pp ) doc 1 La représentation graphique d une fonction logique (p. 62) 1. Un opérateur logique ne peut avoir qu une seule sortie. 2. Un opérateur logique peut avoir plusieurs entrées. 3. Il est possible d identifier la fonction réalisée par un opérateur logique à l aide de son symbole. 24

18 Chapitre 5 Comment ça communique? 4. Les fonctions représentées sont : ET ; OU ; OUI ; NON. doc 2 La représentation des fonctions logiques ET, OU, NON (p. 63) 1. Si une information est détectée, le contact sera fermé. 2. C est la fonction logique ET = Il s agit de la fonction logique OUI ou de la fonction logique OU = Lorsque de la lumière est détectée, le contact l s ouvre et la lumière s éteint. 6. Le traitement numérique du signal (pp ) doc 1 L architecture d un programme (p. 64) 1. Le programme principal est décomposé en trois sous-programmes. 2. Oui, un sous-programme peut lui aussi faire appel à un autre sous-programme. 3. Le sous-programme N 1 est constitué de deux tâches. doc 2 Exemple d algorigramme (p. 65) 1. Un algorigramme doit toujours commencer par l instruction «Début». 2. L algorigramme «Fct D» est composé d une seule opération. doc 3 Exemples de structures de base (p. 65) 1. La représentation graphique normalisée d un sous-programme dans un algorigramme est un rectangle muni d une double barre à chacune de ses extrémités. 2. Pour faire un choix entre deux traitements, il faut utiliser un «Aiguillage». 7. Les interfaces (pp ) doc 1 Les interfaces (p. 66) 1. Dans un système automatique, il y a une interface de commande et une interface de puissance. 2. L interface de commande s appelle aussi interface homme-machine. 3. Les éléments qui interviennent dans l interface de puissance sont : la source d énergie, les ordres venant de la chaîne d information et l actionneur. 4. Un moteur électrique est un actionneur. doc 2 L interface de commande (p. 67) 1. Un pupitre de commande et un écran tactile permettent une communication à double sens. 2. Le moniteur ne permet qu une communication du système vers l utilisateur. doc 3 L interface de puissance (p. 67) 1. L interface de puissance met en relation le lecteur CD, le réseau électrique et les haut-parleurs. 2. Plusieurs transistors sont utilisés dans l amplificateur audio. 25

19 8. Les modes de transmission (pp ) doc 1 Transmission avec support : la fibre optique (p. 68) 1. L information lumineuse est portée par le cœur de la fibre optique. 2. Il faut deux cœurs pour établir une communication à double sens. 3. Il s agit de fibres optiques. doc 2 Transmission avec support : le cuivre (p. 69) 1. Sur un circuit imprimé, les informations sont portées par des pistes en cuivre. 2. Un câble est constitué de plusieurs fils électriques. doc 3 Transmission sans support : les ondes (p. 69) 1. Les micro-ondes caractérisent les satellites TV. 2. Les ondes radio ont une portée plus importante que les ondes wifi. Corrigé des exercices (pp ) 1 La chaîne d information (p. 71) 1. A Cellule photoélectrique 1 Acquérir B Anémomètre 1 Acquérir C Boîtier électronique 2 Traiter D Voyant 3 Communiquer ou transmettre E Boîtier de commande manuelle 1 Acquérir 2. 1 F Vitesse du vent ; Luminosité 2 D 3 E 4 A 5 C 6 B 2 La chaîne d énergie (p. 72) Informations traitées et prêtes à être transmises ou communiquées Ordres de rentrer ou sortir le store Position du store (sorti ; rentré) Informations exploitables par le système de traitement Voyant de fonctionnement A B D C 3 L acquisition du signal (p. 72) 1. Température Grandeur physique Mouvement État («Tout ou rien») Présence État («Tout ou rien») Lumière Grandeur physique Vitesse Grandeur physique Position État («Tout ou rien») 2. État («Tout ou rien») Détecteur Grandeur physique Capteur 26

20 Chapitre 5 Comment ça communique? 4 La nature du signal (p. 73) A B C Information analogique Information numérique Information logique 5 La logique combinatoire (p. 73) Symbole 1 & 1 Nom NON ET OU 6 L interface de commande (p. 73) 1. Les éléments qui constituent l interface de commande sont : le programmateur-émetteur ; le récepteur. 2. L interface de commande est à double sens, car elle est munie d un afficheur qui indique à l utilisateur le retour d information sur la température. 7 Le traitement numérique de l information (p. 74) 1. Le programme principal fait appel à sept sous-programmes. 2. La fonction «Aiguillage» est utilisée pour le traitement des conditions «Places disponibles?» et «Véhicule entrant?». 3. Description du fonctionnement de gestionnaire de parking : Le système est initialisé. Si il y a des places disponibles, l accès au parking est autorisé, sinon l accès est interdit aux véhicules. Accès autorisé : la détection de la présence du véhicule s opère. Si il y a un véhicule entrant, la gestion de l entrée du véhicule puis le calcul du nombre de places disponibles s appliquent, sinon la gestion de la sortie du véhicule est suivie du calcul du nombre de places disponibles. L accès interdit est suivi de la condition «Véhicule sortant?». Si un véhicule sort, la gestion de la sortie du véhicule et le calcul du nombre de places disponibles s opèrent, sinon c est le retour à la condition «Véhicule entrant?». Après le calcul du nombre de places disponibles, le système retourne à la condition initiale «Places disponibles?». 4. Le sous-programme «Afficher le nombre de places disponibles» pourrait être inséré après le sous-programme «Calcul du nombre de places disponibles». 8 L interface de puissance (p. 74) 1. La source d énergie est la batterie de secours. Les actionneurs sont : le voyant à éclats ; la sirène. 2. Les éléments de la chaîne d information sont : le détecteur de fumée ; la centrale de traitement. 3. Les éléments de l interface de puissance sont les relais. 27

21 C H A P I T R E 6 Comment c est fait? 1. Créer une représentation numérique (pp ) doc 1 Les volumes élémentaires d une pièce (p. 76) 1. Le volume 2 est un parallélépipède. 2. Le volume 1 est un cylindre auquel on a enlevé de la matière. 3. Pour créer le volume 2, on a utilisé la technique de l extrusion. 4. Oui, pour obtenir la forme finale du volume 3, on a enlevé de la matière. doc 2 Créer un volume élémentaire (p. 77) 1. La première phase de création d un volume élémentaire consiste à dessiner une esquisse en deux dimensions. 2. La commande qui permet de créer un volume élémentaire par révolution s appelle «Bossage/base avec révolution». doc 3 Enlever de la matière à un volume élémentaire (p. 77) 1. L esquisse doit être dessinée sur une face du volume élémentaire. 2. Quand on utilise la commande «Enlèvement de matière extrudée», il faut indiquer la profondeur et le type d extrusion. 2. Planifier la réalisation d un produit (pp ) doc 1 La structure d un planning de production (p. 78) 1. Il y a six opérations de réalisation. 2. L unité de temps utilisée dans le planning est le jour. 3. Pour effectuer l ensemble des opérations, il faut 25 jours. doc 2 Planifier la réalisation d un robot aspirateur (p. 79) 1. Après avoir monté l objet technique, il faut le tester. 2. L opération d usinage et de contrôle des roues du robot dure 3 heures. 3. L opération en cours à la huitième heure est la fabrication de la partie électronique. 4. Pour réaliser un robot aspirateur, il faut 14 heures. 3. Le poste de travail (pp ) doc 1 Les règles de sécurité (p. 80) 1. Le rôle de la serrure électrique est d empêcher l ouverture du capot pendant l usinage d une pièce. 2. La fraiseuse à commande numérique est équipée d un capot afin de protéger l utilisateur des projections de matière pendant l usinage d une pièce. 29

22 doc 2 Les règles d ergonomie (p. 81) 1. La source de lumière doit être située à côté, à l arrière ou au-dessus de l écran. 2. Il faut un angle droit entre la jambe et le pied, et entre l épaule et l avant-bras, pour éviter les mauvaises postures qui peuvent entraîner des blessures ou des maladies. doc 3 La bonne organisation du poste de travail (p. 81) 1. L outillage est placé dans la zone de travail 1, car il est souvent utilisé. 2. Le plan de travail est divisé en plusieurs zones pour réduire la fatigue de l opérateur. 4. La fabrication (pp ) doc 1 La machine-outil à commande numérique (p. 82) 1. Une machine-outil à commande numérique est une machine automatique : c est l ordinateur qui pilote la machine. À l inverse, une machine-outil traditionnelle est manuelle : c est l opérateur qui pilote la machine. 2. Quand on usine une pièce, il faut définir la vitesse des mouvements de la pièce et/ou de l outil en fonction de la nature du matériau utilisé. doc 2 De la conception à la réalisation (p. 83) 1. Les étapes du processus de fabrication sont la CAO, la FAO et l usinage. 2. Le sigle FAO signifie Fabrication Assistée par Ordinateur. doc 3 Les opérations d usinage (p. 83) 1. Non, le contournage est une opération de fraisage. 2. Le rainurage est une opération d usinage qui peut être à la fois réalisée avec une fraise, pour une pièce prismatique ou avec un tour, pour une pièce cylindrique. 5. Le contrôle de la fabrication (pp ) doc 1 Les méthodes de contrôle d une pièce (p. 84) 1. Les trois méthodes de contrôle d une pièce sont le contrôle par mesure, le contrôle par comparaison et le contrôle par test du fonctionnement. 2. Avec un gabarit, on peut contrôler les dimensions ou les formes d une pièce. doc 2 La fiche de contrôle (p. 85) 1. Les instruments de mesure utilisés pour contrôler les longueurs de la pièce sont le réglet et le pied à coulisse. 2. Non, le contrôle de l angle droit se fait à l aide d une équerre. 3. Il y a cinq opérations de contrôle. 30

23 Chapitre 6 Comment c est fait? Corrigé des exercices (pp ) 1 Le planning de production (p. 87) Planning de Production Heures Opérations A B C D E 2 Les opérations d usinage (p. 87) b d c a Épaulement Chanfreinage Chariotage Contournage 3 Les outils de contrôle d une pièce (p. 88) e b d a c 4 Le poste de travail (p. 88) a) Vrai. b) Faux. 31

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