ministère de l éducation nationale Classe 141 Sujets de devoirs Séquences 7, 9, 11 4-TE41-DV-PA-02-12

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1 *24794* ministère de l éducation nationale TECHNOLOGIE 4 e Classe 141 Sujets de devoirs Séquences 7, 9, 11 4-TE41-DV-PA Rédaction Julien Launay Relecture Françoise Gilbert Site de Rouen - 3, rue Marconi - B.P Mont-Saint-Aignan Cedex

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3 Devoir 7 Page 1/14 Devoir 7 Ce devoir comporte 10 exercices qui portent sur les séquences 6 et 7 (avec deux pages de documents à détacher en fin de devoir et à joindre à ta copie). Tu peux utiliser tes livrets de cours et de corrigés pour t aider et tu te serviras aussi des «Documents et informations» fournis dans le devoir. Les connaissances acquises lors de l étude des séquences 6 et 7 sont transposables dans le cadre de tout système étudié pour ce devoir. Tu répondras aux différentes questions par des phrases simples, sans oublier de justifier tes réponses. Pour faire ce devoir, il n est pas nécessaire d avoir un ordinateur ni un accès à Internet, cependant, si tu en as la possibilité, tu peux lire le sujet du devoir sur le site de ta classe sur campus-electronique.fr pour avoir une meilleure qualité de vision des documents. Lis bien tous les documents (il ne faut pas hésiter à souligner et encadrer les parties qui te semblent importantes)! Le thème de ce devoir est : Acquisition et transmission de l information Traitement de l information «Étude d un chargeur solaire» Tu vas travailler sur l étude d un objet technique, «un chargeur solaire» ; c est un système de rechargement, à l aide d un panneau solaire, pour une batterie composée de plusieurs accumulateurs «Ni-Cd». Cette batterie comporte quatre accumulateurs, connectés en série, d une tension nominale de 1,2 V par accumulateur. «Le panneau solaire» peut être modélisé par un «générateur» et «la batterie à recharger» sera alors le «récepteur». EXERCICE 1 (2,5 points) Le «chargeur solaire» simplifié peut se représenter par le schéma suivant : Panneau solaire Julien Launay Batterie (Quatre accumulateurs) Une batterie ne doit pas être chargée en permanence. En effet, dès qu elle est complètement chargée (pleine), il faut en stopper la charge, sinon elle risque d être détériorée. Pour éviter cette détérioration, on va ajouter un élément qui va permettre d en stopper la charge. À partir d un certain seuil (une certaine tension), le panneau solaire ne fournira plus d énergie à la batterie. Le «chargeur solaire» se représentera alors par le schéma suivant : Commande «ON» ou «OFF» ( «ON» pour charge, «OFF» pour arrêt de la charge) Panneau solaire + Interrupteur + commandé V batt Batterie (Quatre accumulateurs) Julien Launay Cned Devoirs, Technologie 41 3

4 Page 2/14 2/17 Devoir 17 La tension «V batt» aux bornes de la batterie varie en fonction de l état de charge des quatre accumulateurs. Tension aux bornes d un accumulateur lors de l arrêt de sa charge. Pendant la charge de la batterie (composée de quatre accumulateurs), la tension à ses bornes va augmenter progressivement (jusqu à un certain seuil). - Si le signal de commande fourni à l interrupteur commandé est «ON», alors le panneau solaire sera connecté à la batterie pour la charger, une LED (ou DEL) s allumera pour indiquer que la batterie est en charge. - Si le signal de commande fourni à l interrupteur commandé est «OFF», alors le panneau solaire sera déconnecté de la batterie. La LED sera éteinte. La batterie comporte quatre états (de charge) : 1. La batterie est complètement chargée, le panneau solaire est déconnecté. 2. La batterie se décharge petit à petit, la tension à ses bornes diminue progressivement. Le panneau solaire est toujours déconnecté. 3. La batterie est complètement déchargée, il faut la recharger. Le panneau solaire sera alors connecté. 4. La batterie se charge progressivement, la tension à ses bornes augmente. Le panneau solaire est toujours connecté. Puis, on retourne à l état n 1. Ce fonctionnement est très simplifié par rapport à un fonctionnement réel qui est plus complexe. Questions : 1- Quel est le type de signal fourni à l interrupteur commandé du chargeur de batterie (signal numérique ou analogique)? Justifie ta réponse. (Interrupteur commandé : élément qui va permettre de stopper la charge des accumulateurs pour que le panneau solaire ne fournisse plus d énergie à la batterie.) 2- Quel est le nom de l information (grandeur physique mesurée) qui permettra de stopper la charge de la batterie (ou de connaître l état de sa charge)? Tu répondras en indiquant ton choix parmi les grandeurs suivantes : température, pression, tension, longueur, kilométrage 3- Pour stopper la charge de la batterie, quel est le type d information fournie par la mesure de la valeur de la tension aux bornes de la batterie (numérique ou analogique)? Justifie ta réponse. 4- À partir de quelle tension «Vbatt» stoppera-t-on la charge totale de la batterie (valeur mesurée aux bornes de la batterie composée des quatre accumulateurs)? 5- Que faudra-t-il contrôler (en la mesurant) pour stopper la charge totale de la batterie? 4 Cned, Technologie 41

5 Devoir 7 Page 3/14 Devoir 7 suite EXERCICE 2 (1 point) La tension «V batt» aux bornes de la batterie (quatre accumulateurs) varie en fonction de sa décharge. Cette tension correspond à la tension aux bornes d un accumulateur «vide» d énergie. Question : À partir de quelle tension «V batt» aux bornes de la batterie, faudra-t-il démarrer sa charge (tension à partir de laquelle les quatre accumulateurs sont considérés comme «vides»)? EXERCICE 3 (3,5 points) Détache soigneusement la feuille comportant le «Document 1» situé à la fin du devoir. Question : Tu vas compléter le «Document 1» pour les chaînes d information et d énergie du chargeur solaire. Pour cela, tu placeras correctement : - Pour la chaîne d information : «Acquérir» / «Traiter» / «Communiquer» / «Carte de commande» / «LED» / «Mesure de la tension aux bornes de la batterie». - Pour la chaîne d énergie : «Alimenter» / «Distribuer» / «Convertir» / «Panneau solaire» / «Interrupteur commandé» / «Batterie (quatre accumulateurs)» / «Énergie rayonnante» / Énergie électrique» / «Énergie électrique». Attention : «Énergie électrique» est à placer à deux endroits différents. EXERCICE 4 (1 point) Sur la feuille détachée, complète maintenant le «Document 2». Ce document représente l organigramme du système qui pilote la charge de la batterie (des quatre accumulateurs connectés en série). Question : Complète le «Document 2» en indiquant la valeur de la tension à tester (tu indiqueras les réponses à deux endroits dans l organigramme). Cned Devoirs, Technologie 41 5

6 Page 4/14 Devoir 7 Devoir 7 suite EXERCICE 5 (2 points) Partie supérieure de l automate programmable Pour commander le système, on souhaite utiliser un automate programmable «CD12» de «Crouzet» dont tu as déjà étudié l utilisation. Julien Launay/crouzet.com L énergie sera fournie à l automate programmable par une alimentation externe de 12 V. Partie inférieure de l automate programmable Questions : 1- Sur quel type d entrée peut-on connecter la mesure de la tension aux bornes de la batterie? Tu répondras en indiquant : - le type d entrée (analogique ou numérique), - le nom d une des entrées de l automate programmable qu il est possible d utiliser (tu donneras ta réponse par un repère sous la forme I suivi d un nombre ou d une lettre). Revoir, si besoin, en fin de séquence 6 dans le livret de cours 1 : Documentation pour l utilisation de «Millenium 3». 2- Observe le «Document 3» sur la feuille détachée. Pour t aider, tu peux revoir les deux photos présentées ci-dessus. Repère sur le «Document 3» montrant l automate programmable «l entrée» et «la sortie» nécessaires pour commander le système, en les entourant et en les légendant. Pour t aider, tu peux revoir dans ton livret de cours 1, séquence 6, l encadré après l exercice Détache soigneusement la feuille comportant le «Document 4» situé à la fin du devoir. Sur la feuille détachée, complète le «Document 4» pour montrer le câblage du système, en dessinant les deux connexions : - entre le générateur et l automate programmable, - entre l automate programmable et le récepteur. Pour t aider : Tu peux revoir le deuxième schéma dans la partie de l exercice 1. L interrupteur commandé sera celui déjà présent en sortie de l automate programmable «CD12» de «Crouzet». Il faudra donc connecter en sortie deux fils entre le panneau solaire (+) et la batterie (+). Un troisième fil (déjà mis en place) est nécessaire pour la prise de mesure de la tension aux bornes de la batterie. 6 Cned, Technologie 41

7 Devoir 74 Page 5/14 3/3 Devoir 7 suite À l aide des indications du cours, même si tu ne disposes pas d un ordinateur, tu es capable de faire les exercices qui suivent, et tu dois les faire. EXERCICE 6 (2 points) On va maintenant se concentrer sur la programmation du système, piloté par l automate programmable «CD12» de «Crouzet». La programmation se présentera sous forme de diagramme de blocs fonctionnels, qu il faut réaliser avec le logiciel «Millenium 3». Questions : 1- Observe les deux icônes ci-dessous. Icône n 1 Entrée TOR (tout ou rien, entrée numérique) Icône n 2 Entrée analogique (0. 10 V) crouzet.com Dans le bloc «IN», parmi les différents signaux d entrée, indique le numéro de l icône (1 ou 2) qu il faut choisir pour l entrée (mesure de la tension aux bornes de la batterie). Pour t aider, tu peux revoir dans ton livret de cours 1, après la synthèse à retenir de la séquence 6, la documentation pour l utilisation de «Millenium 3». 2- Pour commencer le programme, il faut chercher à positionner l entrée et la sortie. En te servant du document ci-après (voir page suivante), indique où on doit positionner sur le plan de câblage de l automate programmable «CD12» : - dans la zone des entrées : l entrée analogique, - dans la zone des sorties : la sortie qui commande la fermeture ou l ouverture de l interrupteur. Rappel : Signal de sortie qui peut être personnalisé avec cette image. crouzet.com Pour répondre à la question, tu pourras recopier (sur ta feuille de copie) un tableau à l identique de celui proposé, puis tu le complèteras, en donnant le repère d une des possibilités d entrée (I suivi d un nombre ou d une lettre) et le repère d une des possibilités de sortie (O suivi d un nombre). Élément Choix possible pour l entrée Choix possible pour la sortie (I1, I2, I3, I4, IB, IC, ID, IE) (01, 02, 03, 04) Mesure de la tension de la batterie ////////////////////////// Commande de la fermeture ou de l ouverture de l interrupteur //////////////////////////// Cned Devoirs, Technologie 41 7

8 Page 6/14 Devoir 7 Devoir 7 suite crouzet.com Ce document t aide à te repérer pour répondre à la question de la page précédente, tu ne dois pas le joindre à ton devoir. EXERCICE 7 (1 point) Après avoir positionné l entrée et la sortie, de part et d autre de la zone de câblage de l automate programmable «CD12» de «Crouzet», il faut ensuite insérer un diagramme de blocs fonctionnels. Voici une esquisse du programme commencé. La valeur de la tension d entrée V mesurée (0 V-10 V) est convertie en nombre «N» entier compris entre 0 et (constante numérique «NUM»). crouzet.com Remarque : «Seuil Min = 450 pour connecter le panneau à la batterie» signifie que la mesure d une tension de 4,4 V correspond à une valeur numérisée de 450, valeur à partir de laquelle il faut connecter le panneau solaire à la batterie pour la recharger. «Seuil Max = 573 pour déconnecter le panneau à la batterie» signifie que la mesure d une tension de 5,6 V correspond à une valeur numérisée de 573, valeur à partir de laquelle il faut déconnecter le panneau solaire de la batterie pour stopper la charge. 8 Cned, Technologie 41

9 Devoir 7 Page 7/14 Devoir 7 suite Question : Afin de mesurer la tension aux bornes de la batterie, on relie chaque signal d entrée «NUM» («Constantes numériques») à une entrée d un des deux blocs «Comparaison de 2 valeurs». Sur la feuille détachée, complète le «Document 5» en ajoutant les deux liaisons filaires manquantes. Pour t aider, tu peux revoir en séquence 7 dans ton livret de cours 2, la remarque relative à la symbolique des signaux numériques et analogiques (séquence 7, séance 1, page située au dos de l exercice 8). EXERCICE 8 (1 point) On va utiliser une nouvelle fonction qui va servir à commander la sortie des deux blocs «Comparaison de 2 valeurs». Ce nouveau bloc fonctionnel intervient de la façon suivante : Commande pour changement d état Permet de forcer l état de sortie à l état inactif (OFF) (interrupteur ouvert) crouzet.com Sortie dont l état s inverse avec la commande La fonction «BISTABLE» joue le même rôle que l allumage d une lampe dans une pièce avec un bouton poussoir. Si on appuie une première fois sur le bouton poussoir, la lampe s allume, si on appuie une deuxième fois sur le bouton poussoir, la lampe s éteint. En fait, à chaque appui sur le bouton poussoir, la lampe change d état. Il faudra donc relier la sortie des deux blocs «Comparaison de 2 valeurs» à l entrée du «BISTABLE». On ne peut pas relier les deux modules de comparaison avec deux fils sur une même entrée du «BISTABLE». Il faut utiliser une fonction logique intermédiaire pour effectuer la connexion. crouzet.com Fonction logique «?» Question : Quelle est la fonction logique à insérer entre les deux blocs «Comparaison de 2 valeurs» et le «BISTABLE»? (Indique ton choix parmi : «ET», «OU», «NON»). crouzet.com Cned Devoirs, Technologie 41 9

10 Page 8/14 Devoir 7 Devoir 7 suite EXERCICE 9 (4 points) Lorsque le programme est édité, afin de vérifier la programmation du système, piloté par l automate programmable «CD12» de «Crouzet», on utilise le mode «Simulation». Pour t aider, tu peux relire le descriptif des quatre états de charge de la batterie dans la partie «Document et information» de l exercice 1 de ce devoir. Questions : Pour chaque question, tu observeras la copie d écran de la simulation («Valeur numérisée», état des modules «COMPARE» et de la «Commande interrupteur»). 1- a) La tension aux bornes de la batterie est en train de diminuer au fur et à mesure de son utilisation. Quel est l état de la batterie correspondant à la simulation suivante? Pour donner ta réponse, tu indiqueras si la batterie «se charge» ou «se décharge» ou «est chargée» ou «est déchargée». Explique ta réponse. Valeur numérisée de la mesure de la tension de la batterie : 460 b) Indique dans ce cas si le panneau solaire est connecté ou déconnecté. crouzet.com 10 Cned, Technologie 41

11 Devoir 7 Page 9/14 Devoir 7 suite 2- a) Quel est l état de la batterie correspondant à la simulation suivante? Pour donner ta réponse, tu indiqueras si la batterie «se charge» ou «se décharge» ou «est chargée» ou «est déchargée». Explique ta réponse. crouzet.com Valeur numérisée de la mesure de la tension de la batterie : 449 b) Indique si le panneau solaire est connecté ou déconnecté 3- a) Quel est l état de la batterie correspondant à la simulation suivante? Pour donner ta réponse, tu indiqueras si la batterie «se charge» ou «se décharge» ou «est chargée» ou «est déchargée». Explique ta réponse. Valeur numérisée de la mesure de la tension de la batterie : 500 b) Indique si le panneau solaire est connecté ou déconnecté. crouzet.com Cned Devoirs, Technologie 41 11

12 Page 10/14 Devoir 7 Devoir 7 suite 4- a) Quel est l état de la batterie correspondant à la simulation suivante? Pour donner ta réponse, tu indiqueras si la batterie «se charge» ou «se décharge» ou «est chargée» ou «est déchargée». Explique ta réponse. Valeur numérisée de la mesure de la tension de la batterie : 574 b) Indique dans ce cas si le panneau solaire est connecté ou déconnecté. crouzet.com EXERCICE 10 (2 points) On s est aperçu que lorsque la tension aux bornes de la batterie est comprise entre 4,4 V et 5,6 V, il peut y avoir deux états pour l interrupteur commandé : «fermé» (si la batterie se charge) ou «ouvert» (si la batterie se décharge). On souhaite maintenant pouvoir forcer l état de l interrupteur commandé pour que la batterie soit déconnectée du panneau solaire (mode décharge) en appuyant sur un bouton poussoir de la face avant de l automate programmable «CD12» (bouton «A»). Mais ce mode de décharge de la batterie (ouverture du circuit via l interrupteur commandé) ne pourra se faire que si la tension d alimentation aux bornes de la batterie est supérieure ou égale à 4,8 V. Questions : 1- Pour pouvoir forcer la déconnexion des bornes de la batterie au panneau solaire, quelle fonction logique doit-on ajouter entre les deux signaux d information et le «BISTABLE»? (voir page suivante) (Indique ton choix parmi : «OU», «NON», «ET».) Bouton poussoir de l automate programmable «CD 12»face avant (bouton «A») Tension 4,8 V? Fonction Logique «?» Décharge de la batterie (l interrupteur commandé s ouvre, le panneau solaire est déconnecté des bornes de la batterie) 12 Cned, Technologie 41

13 Devoir 7 Page 11/14 Devoir 7 suite Pour forcer la déconnection des bornes de la batterie, au panneau solaire, on connecte la sortie de la fonction logique sur la partie de «remise à zéro» du «BISTABLE». crouzet.com 2- La programmation incomplète de la situation décrite dans la partie de cet exercice est présentée, ci-dessous. Pour compléter le programme ci-après, quelle est la fonction logique à insérer? (Indique ton choix parmi : «ET», «OU», «NON».) crouzet.com Fonction logique «?» N oublie pas de joindre à ton devoir les documents complétés : pages 12/14 et 13/14 (en recto verso) page 14/14 crouzet.com Cned Devoirs, Technologie 41 13

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15 Devoir 7 Devoir 7 Page 12/14 Page à détacher et compléter puis à joindre à ton devoir 7 Devoir 7 : Dcoument 1 pour l exercice 3 Nom :...Prénom :... Indicatif :... Cned Devoirs, Technologie 41 15

16 Page 13/14 Devoir 7 Devoir 17 suite Devoir 7 : Document 2 pour l exercice 4 Qalitel Qalitel Devoir 7 : Document 3 pour l exercice 5, question 2 Julien Launay/crouzet.com Nom :...Prénom :... Indicatif : Cned, Technologie 41

17 Devoir 7 Page 14/14 Devoir 7 suite Page à détacher et compléter puis à joindre à ton devoir 7 Devoir 7 : Document 4 pour l exercice 5, question 3 Alimentation 12 V Panneau solaire + + V batt - - Julien Launay/crouzet.com Batterie Devoir 7 : Document 5 pour l exercice 7 crouzet.com Nom :...Prénom :... Indicatif :... Cned Devoirs, Technologie 41 17

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19 Devoir 9 Page 1/12 Devoir 9 Ce devoir comporte 11 exercices qui portent sur les séquences 8 et 9 (avec un document à découper en fin de devoir et à joindre à ta copie). Tu peux utiliser tes livrets de cours et de corrigés pour t aider et tu te serviras aussi des «Documents et informations» fournis dans le devoir. Les connaissances acquises lors de l étude des séquences 8 et 9 sont transposables dans le cadre de tout système étudié pour ce devoir. Tu répondras aux différentes questions par des phrases simples, sans oublier de justifier tes réponses. Pour faire ce devoir, il n est pas nécessaire d avoir un ordinateur ni un accès à Internet, cependant, si tu en as la possibilité, tu peux lire le sujet du devoir sur le site en ligne pour avoir une meilleure qualité de vision des documents. Lis bien tous les documents (il ne faut pas hésiter à souligner et encadrer les parties qui te semblent importantes)! Le thème de ce devoir est : Choix d un matériau Modification et conception d une nouvelle pièce «Maquette du store à projection» «Des couverts écologiques» Les couverts en plastique fabriqués à partir de «plastique biodégradable» sont dégradés en quelques semaines lorsqu ils sont oubliés dans la nature. Ces produits, semblables en apparence à de banales matières plastiques, sont décomposés en quelques semaines ou quelques mois selon leur épaisseur. À titre de comparaison, la dégradation de leurs homologues, issus de la pétrochimie, nécessite des siècles. «Un matériau est dit biodégradable s il est dégradé par des micro-organismes. Le résultat de cette dégradation est la formation d eau, de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone «CO 2» et/ou de méthane «CH 4») et, éventuellement, des sous-produits (résidus, appelés nouvelle biomasse) non toxiques pour l environnement». Rappel : On distingue des grandes familles de matériaux qui sont : - les matériaux métalliques, - les matériaux organiques, - les matériaux minéraux, et : - les matériaux composites. Cned Devoirs, Technologie 41 19

20 Page 2/12 2/17 Devoir 19 EXERCICE 1 (2 points) Devoir 9 suite ecolomique.com Questions : 1- a) Quel est le nom du matériau utilisé pour la fabrication des nouveaux couverts jetables, présentés ci-dessus? b) Indique la constitution de ce matériau. c) Quel est le nom de la famille du matériau choisi pour ce produit? Pour t aider, tu peux revoir la synthèse de la séquence 8 à retenir. 2- Quelle est la contrainte déterminant le choix du matériau pour ce produit? Pour t aider, tu peux penser au cycle de vie d un matériau. EXERCICE 2 (2 points) (pour les exercices 2, 3 et 4) Rappel de quelques propriétés physiques d un matériau : - Déformation : un matériau fléchit sous un effort (matériau souple) ou résiste (matériau rigide). - Résistance thermique : un matériau isole de la chaleur ou du froid (isolant) ou au contraire transmet le froid ou la chaleur (conducteur). - Conductibilité électrique : un matériau laisse passer le courant électrique ou résiste au passage du courant électrique. - Résistance à l oxydation (inoxydabilité) : un matériau résiste à la corrosion (due à la présence d humidité), à la dégradation, ne s altère pas. 20 Cned, Technologie 41

21 Devoir 9 Page 3/12 Questions Devoir 9 suite 1- Quelle propriété physique est recherchée dans le choix du matériau des brossettes de la brosse à dents, présentée sur la photo ci-contre? Julien Launay 2- On peut utiliser différents types de brossettes. En effet, on trouve des brossettes avec poils durs, médiums ou souples. Quelle est la propriété physique recherchée pour l élément de la brossette (de la brosse à dents) présentée ci-contre? Tu répondras en indiquant une des propriétés énoncées dans les rappels de quelques propriétés physiques d un matériau (page précédente). Julien Launay EXERCICE 3 (2 points) parvalux.fr Questions : 1- Quel est le matériau utilisé pour réaliser les bobinages qui se trouvent dans un moteur électrique à courant continu (vendu par la société «Parvalux»)? Remarque : L induit est la partie qui tourne (rotor). 2- Parmi les quatre propriétés proposées, quelle est la propriété physique recherchée pour le matériau de bobinage d un moteur électrique? Tu répondras en indiquant une des propriétés énoncées dans les rappels de quelques propriétés physiques d un matériau (page précédente) : Déformation, Conductibilité électrique, Résistance à l oxydation. Cned Devoirs, Technologie 41 21

22 Page 4/12 Devoir 9 Devoir 9 suite EXERCICE 4 (3 points) «Documents ERDF» erdfdistribution.fr erdfdistribution.fr 22 Cned, Technologie 41

23 Devoir 94 Page 5/12 3/3 Devoir 9 suite erdfdistribution.fr Quelques propriétés physiques, relatives aux matériaux utilisés par «ERDF» (Électricité Réseau Distribution France) pour transporter l énergie électrique : - Résistivité : Plus la résistivité d un matériau est élevée, plus le matériau est isolant et moins il conduit le courant. - Masse volumique des matériaux conducteurs de courant électrique (kg/m 3 ) (rapport de la masse par le volume correspondant) Cuivre Aluminium erdfdistribution.fr Questions : 1- Quels sont les noms des deux matériaux utilisés par «ERDF» (Électricité Réseau Distribution France) pour transporter l énergie électrique (branchement et liaison)? Pour chacune des questions 2 et 3, après avoir comparé les propriétés des deux matériaux, tu répondras en indiquant une des deux propriétés énoncées ci-dessus. 2- Quelle est la propriété physique de l aluminium, privilégiée par «ERDF», pour transporter l énergie électrique, en utilisant ce matériau? 3- Quelle est la propriété physique du cuivre, privilégiée par «ERDF», pour transporter l énergie électrique, en utilisant ce matériau? Cned Devoirs, Technologie 41 23

24 Page 6/12 Devoir 9 EXERCICE 5 Devoir 9 suite (1 point) L alimentation d une installation électrique est effectuée avec un poste de transformation (poste HTA/BT) ; ce poste comporte de l appareillage et un ou plusieurs transformateurs. sicom-sa.fr Question : Quelle est l association de matériaux qui est réalisée dans un poste HTA/BT, pour un raccordement à l aide d une des cosses à poinçonner présentées ci-dessus? EXERCICE 6 (1 point) Dans le cadre de l étude de la réalisation de la maquette du store à projection on souhaitait utiliser du polypropylène pour la banne de ce store. Pour t aider, regarde les documents dans ton livret de cours. dickson-constant.com. Question : Indique la raison pour laquelle le matériau de la banne du store à projection ne peut pas être du polypropylène. 24 Cned, Technologie 41

25 Devoir 9 suite Devoir 9 Page 7/12 EXERCICE 7 (1 point) Après avoir testé la maquette du store à projection, on a remarqué un problème. Observe, ci-contre, la largeur du pied de maintien de cette maquette Dassault Systèmes SolidWorks Corporation Voici, en photos, le problème rencontré lorsqu on déroule la banne de la maquette du store à projection : Julien Launay Question : Quel est le problème mis en évidence lors du test de la maquette du store à projection? EXERCICE 8 (2 points) On se propose de modifier le support vertical de la maquette au niveau des pieds de maintien, pour satisfaire la fonction «supporter». Il faut donc modéliser un nouveau pied de maintien. Cned Devoirs, Technologie 41 25

26 Page 8/12 Devoir 9 Devoir 9 suite Voici une idée de nouvelle solution technique (pour les nouveaux pieds de maintien). Julien Launay On modifiera aussi le support vertical de la maquette pour supprimer les pliages formant les pieds. On réalisera des gorges, dans le support vertical de la maquette, pour y enfiler les nouveaux pieds de maintien. Dassault Systèmes SolidWorks Corporation Le support vertical de la maquette appuie sur le pied de maintien. Le pied de maintien appuie sur le sol. Le support de la maquette va s incliner vers l avant. Julien Launay 26 Cned, Technologie 41

27 Devoir 9 Page 9/12 Devoir 9 suite Questions : 1- Découpe soigneusement le document situé à la fin du devoir et colle-le sur ta feuille de copie. Tu vas compléter la carte euristique du document découpé en insérant la nouvelle solution technique qu il est nécessaire d ajouter afin de résoudre le problème mis en évidence dans l exercice 7, pour satisfaire la fonction «supporter». 2- À quel type d effort devront résister les nouveaux pieds de maintien du support vertical de la maquette (compression, flexion, torsion)? À l aide des indications du cours, même si tu ne disposes pas d un ordinateur, tu es capable de faire les exercices qui suivent, et tu dois les faire. Exercice 9 (3,5 points) Pour réaliser les nouveaux pieds de maintien qui seront enfilés dans des gorges sur le support vertical de la maquette, on pourra utiliser, comme matériau, du PVC rigide de 3 mm d épaisseur, qui résistera bien aux efforts. Questions : 1- Pour modéliser en 3D cette nouvelle pièce (un des deux pieds de maintien de la maquette), on décide d utiliser le modeleur volumique «SolidWorks». Rappelle brièvement les trois étapes de la méthode pour modéliser en 3D une pièce avec ce logiciel. 2- Propose à présent, une méthode pour modéliser en 3D cette nouvelle pièce (un des deux pieds de maintien de la maquette), en utilisant le modeleur volumique «SolidWorks». Pour répondre à la question : - mentionne la nature du profil, - justifie le choix de cotation pour la largeur du pied par rapport à l ancien pied (tu n as pas à donner les valeurs des dimensions exactes de la pièce à fabriquer), - mentionne le procédé pour obtenir le volume (3D). 3- Observe les sept vignettes repérées de A à G, du document situé à la fin du devoir. Indique la méthode pour modéliser en 3D la nouvelle pièce avec le modeleur volumique «SolidWorks». Pour cela indique dans l ordre, les lettres relatives aux différentes étapes des sept vignettes. Cned Devoirs, Technologie 41 27

28 Page 10/12 Devoir 9 Devoir 19 suite Exercice 10 (1,5 point) Après avoir mis en évidence la méthode pour modéliser la nouvelle pièce avec un modeleur volumique, il faut ensuite créer une mise en plan de la pièce afin de faire le bilan de toutes les cotations et formes de cette pièce sous différentes vues. Ensuite, on se situe dans le suivi du projet à l aide d un planning. Planning du projet : nouveaux pieds de maintien 28 Cned, Technologie 41

29 Devoir 9 Page 11/12 Questions : Devoir 9 suite 1- Lors de la réalisation de la maquette du store à projection, pourquoi est-il nécessaire d organiser les étapes? 2- À quelle étape du planning du projet va correspondre la tâche qui vient d être d effectuée (étape qui correspond à la résolution de l exercice 9)? 3- À quelle étape du planning du projet peut-on passer après l étape correspondant à la réponse de la question 2? EXERCICE 11 (1 point) On peut maintenant assembler virtuellement les deux nouveaux pieds de maintien avec le support vertical de la maquette pour voir si cet assemblage des trois pièces a bien résolu le problème mis en évidence précédemment. Ainsi, on peut tester le bon fonctionnement du système qui permet de dérouler et d enrouler la banne du store de la maquette. Question : Pour le concepteur d un système à réaliser, quel est l intérêt de réaliser une maquette? N oublie pas de joindre à ton devoir le document complété pour l exercice 8. Document à découper et à coller puis à compléter pour l exercice 8 " " Nom :.. Prénom :.... Indicatif :.... Cned Devoirs, Technologie 41 29

30 Page 12/12 Devoir 7 Devoir 9 suite «Vignettes» à observer pour répondre à la question 3 de l exercice 9 A Axe de symétrie C B D E F G Dassault Systèmes SolidWorks Corporation cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned cned 30 Cned, Technologie 41

31 Devoir 112 Page 1/10 5/5 Devoir 11 Ce devoir comporte 9 exercices qui portent sur les séquences 10 et 11 (avec trois pages de documents à détacher en fin de devoir et à joindre à ta copie, et une feuille de documents à détacher et à garder). Tu peux utiliser tes livrets de cours et de corrigés pour t aider et tu te serviras aussi des «Documents et informations» fournis dans le devoir. Les connaissances acquises lors de l étude des séquences 10 et 11 sont transposables dans le cadre de tout système étudié pour ce devoir. Tu répondras aux différentes questions par des phrases simples, sans oublier de justifier tes réponses. Pour faire ce devoir, il n est pas nécessaire d avoir un ordinateur ni un accès à Internet, cependant, si tu en as la possibilité, tu peux lire le sujet du devoir sur le site en ligne pour avoir une meilleure qualité de vision des documents. Lis bien tous les documents (il ne faut pas hésiter à souligner et encadrer les parties qui te semblent importantes)! Le thème de ce devoir est : Fabrication de pièces et assemblage Pilotage d une maquette «Maquette du store à projection» En faisant le devoir n 9 de technologie, tu as étudié la modification des pieds de maintien et du support vertical de la maquette du store à projection. Des modifications sont apportées à ces nouveaux pieds de maintien et au support vertical de cette maquette afin de lui permettre de tenir correctement et de ne pas basculer lorsque la banne du store se déroule. Tu vas maintenant réfléchir à la préparation de la fabrication d une de ces nouvelles pièces, en te concentrant sur l un des deux pieds de maintien du support de la maquette du store à projection. EXERCICE 1 (4,5 points) Observe un des deux pieds de maintien du support de la maquette. Questions : 1- Propose une gamme de fabrication pour la nouvelle pièce (nouveau pied de maintien en PVC rigide d épaisseur 3 mm), dont tu as étudié la modélisation dans le devoir précédent. Pour cela, détache soigneusement la feuille comportant le «Document 1», située à la fin du devoir. Complète le «Document 1» en indiquant le nom des différentes étapes de la fabrication, le nom des machines utilisées (ainsi que l outil utilisé) et les noms des outils de contrôle possibles. Cned Devoirs, Technologie 41 31

32 Page 2/10 Devoir 11 Devoir 11 suite 2- Pour la réalisation de cette nouvelle pièce, il faut qu on puisse la découper avec une scie circulaire, afin d obtenir le «brut». Fais un croquis, pour montrer la forme du brut de cette nouvelle pièce, mise en œuvre avec la méthode de fabrication citée. 3- À partir du brut, afin de pouvoir fabriquer intégralement la pièce dessinée précédemment, en transformant son brut, il faut utiliser une machine, comme celle présentée ci-contre (machine à commande numérique de fraisage). Explique la raison pour laquelle il est possible de choisir cette machine. Pour t aider, pense à la forme de la pièce à obtenir. Julien Launay/Charlyrobot EXERCICE 2 (2 points) À l aide des indications du cours, même si tu ne disposes pas d un ordinateur, tu es capable de faire les exercices qui suivent, et tu dois les faire. Après avoir dessiné (à main levée) la nouvelle pièce à réaliser, on utilise le logiciel de «CAO» (conception assistée par ordinateur), «SolidWorks», pour la modéliser. Après avoir choisi la machine à utiliser, on élabore le fichier d usinage de la pièce à partir du fichier de «CAO». On utilise le logiciel de «FAO» (fabrication assistée par ordinateur), «EFICN», dont tu peux voir les icônes des différentes étapes ci-après. Dassault Systèmes SolidWorks Corporation Question : Pour paramétrer l usinage du contournage extérieur du nouveau pied de maintien, indique, dans l ordre, les différentes étapes énoncées ci-après : «Simulation de l usinage complet» / «Choix de l outil» / «Gestion de la phase» / «Codage du programme» / «Fraisage» / «Mise en place des composants» EXERCICE 3 (3,5 points) Afin d élaborer le programme d usinage pour pouvoir transférer le fichier à la machine à commande numérique on paramètre l usinage de la nouvelle pièce (pour la découpe extérieure de tout le tour, c est-à-dire le contournage extérieur). Question : Détache la page 9/10 de ce devoir. Découpe soigneusement les sept vignettes du «Document 3». Positionne-les devant toi, dans l ordre, pour répondre aux questions a) et b). Inutile de joindre ces vignettes à ton devoir. a) Complète la feuille détachée (pages 7/10 et 8/10) en indiquant dans le «Document 2», le nom du paramétrage et la lettre de la vignette correspondante. b) Lorsque cela te l est demandé, tu indiqueras aussi le nom de l outil à choisir. 32 Cned, Technologie 41

33 Devoir 11 Page 3/10 Devoir 11 suite EXERCICE 4 (1 point) Observe le document ci-contre. Question : Pour permettre un assemblage correct de chaque pied de maintien au support de la maquette, quelles sont les noms des deux cotations (du support de la maquette), les plus importantes à contrôler? Donne la valeur de chacune d elles. EXERCICE 5 (1 point) Observe le document ci-contre. Question : Quelles sont les dimensions acceptables pour la largeur de l évidement de l ouverture du pied de maintien? Pour donner une réponse complète, indique l encadrement de cette dimension. EXERCICE 6 (1 point) Avec quel outil doit-on contrôler les dimensions mises en évidence dans les exercices 4 et 5? Justifie ta réponse. EXERCICE 7 (1 point) On souhaite réaliser un assemblage indémontable pour assembler les pieds de maintien au support vertical de la maquette. Question : Quelle méthode d assemblage indémontable proposes-tu? Il faut tenir compte du matériau utilisé (PVC). Cned Devoirs, Technologie 41 33

34 Page 4/10 Devoir 11 Devoir 11 suite EXERCICE 8 (5 points) Une fois les pieds de maintien et le support vertical terminés, on les assemble à l objet technique en suivant une chronologie d assemblage. On souhaite maintenant se concentrer sur la programmation du déroulement et de l enroulement de la banne du store à projection. À l aide des indications du cours, même si tu ne disposes pas d un ordinateur, tu es capable de faire les exercices qui suivent, et tu dois les faire. Pour programmer le système, on utilisera une carte de commande électronique «PICAXE» qui permettra de commander les mouvements de la banne du store, tels que décrits ci-après. Algorithme du fonctionnement du système : - La maquette du store à projection comporte un capteur de contact qui permet de détecter si le store est totalement enroulé ou non. - On souhaite commander l enroulement du store avec un bouton poussoir. Lorsque l on appuie sur ce bouton poussoir, le moteur (servomoteur) actionne l enroulement de la banne du store. - Dès qu on relâche le bouton poussoir, le moteur s arrête. On supposera que l état initial de la banne du store est celui de la figure ci-contre : L étude du déroulement de la banne du store ne fait pas l objet de ce devoir. On connectera le capteur de contact, permettant la détection de fin d enroulement de la banne du store, à la carte électronique de commande «PICAXE» sur la première entrée nommée par défaut «pin0», et le bouton poussoir de commande sur la deuxième entrée nommée par défaut «pin1». On connectera le moteur sur la première sortie nommée par défaut «0». Questions : 1- Pour piloter le système, à l aide d une carte de commande électronique «PICAXE», sur quel type d entrée (numérique ou analogique) devra-t-on connecter les entrées des capteurs? Justifie ton choix. 34 Cned, Technologie 41

35 Devoir 11 Page 5/10 Devoir 11 suite 2- Rédige un organigramme de fonctionnement respectant l algorithme du système décrit dans la partie de cet exercice 8. L organigramme de fonctionnement comportera les expressions qui suivent : - Enroulement store - Arrêt enroulement store - Si bouton poussoir de commande appuyé? - Début - Arrêt enroulement store? - Si capteur contact fin enroulement appuyé? L organigramme de fonctionnement comportera les commentaires qui suivent pour les liens : - Oui - Oui - Non - Non Pour cela : Si tu as accès à un ordinateur et à Internet : Réalise l organigramme de fonctionnement à l aide du logiciel «Qalitel» 1. Fais une copie d écran de ton organigramme pour l imprimer (sinon il sera imprimé sur plusieurs pages). Colle-le sur ta feuille de copie. Si tu n as pas accès à un ordinateur : Détache soigneusement la feuille comportant le «Document 4», située à la fin du devoir. Complète l organigramme commencé, en écrivant les expressions et commentaires aux bons emplacements. 3- Propose un programme (à l aide du logiciel «PICAXE Programming Editor» 2 ) pour piloter le système. Ce programme doit respecter l organigramme de fonctionnement rédigé à la question 2 de cet exercice. On rappelle que la commande «low 0» permet de stopper le moteur et la commande «servo 0, 200» permet d actionner le moteur pour l enroulement de la banne du store. Tu peux, si tu le désires, renommer les entrées et les sorties, puis écrire des labels pour les noms des actions représentées par les blocs. Si tu n as pas accès à un ordinateur : Propose un programme sur ta feuille de copie, en représentant les blocs et les liens entre les blocs. Si tu as accès à un ordinateur et à Internet : Réalise le programme à l aide du logiciel indiqué. Comme précedemment fais une copie d écran. Imprime ton programme et colle-le sur ta feuille de copie. 1 Si tu n as pas déjà téléchargé le logiciel «Qalitel» et que tu souhaites le faire maintenant, regarde le cours sur le site en ligne, dans «Autres documents». 2 Si tu n as pas déjà téléchargé le logiciel «PICAXE Programming Editor» et que tu souhaites le faire maintenant, regarde le cours sur le site en ligne, dans «Autres documents». Cned Devoirs, Technologie 41 35

36 Page 6/10 Devoir 11 EXERCICE 9 Devoir 11 suite (1 point) À présent, pour programmer le même système, on souhaite utiliser un module type «CD12» (un contrôleur) de «Crouzet» pour commander les mouvements de la banne du store, avec le même algorithme que décrit précédemment.voici une esquisse d un programme qui permet de faire fonctionner la maquette du store à projection. Fonc tion log ique n 1 Fonc tion log ique n 2 Crouzet.com Le détecteur de fin d enroulement est sur ON s il détecte une fin d enroulement de la banne du store. Tu vas chercher les conditions logiques («ET», «OU», «NON») à ajouter dans les blocs pour faire fonctionner le système. Observe à nouveau l esquisse du programme ci-dessus. Questions : 1- Pour compléter le programme commencé ci-dessus, quelle est la fonction logique n 1 à insérer («ET», «OU», «NON»)? Crouzet.com 2- De même, pour continuer à compléter le programme commencé ci-dessus, quelle est la fonction logique n 2 à insérer («ET», «OU», «NON») pour relier les signaux des deux capteurs à l actionneur? Vérifie que ton devoir est complet et comporte toutes les feuilles à joindre : pages 7/10 et 8/10 (en recto verso) page 10/10 Crouzet.com 36 Cned, Technologie 41

37 Devoir 11 Page 7/10 Devoir 11 suite Page à détacher et compléter puis à joindre à ton devoir 11 Devoir 11 : Document 1 à compléter pour l exercice 1 Étape, Méthode de fabrication Nom de la machine Dessins, croquis, dimensions Contrôles Machine : Outil : Devoir 11 : Document 2 à compléter pour l exercice 3 (suite au dos) Nom du paramétrage Indique la lettre de la vignette Vignette correspondante Copie d écran n 1 Nom du paramétrage 2- Vignette correspondante Copie d écran n 2 Indique la lettre de la vignette... Tourne la page Nom :.. Prénom : Indicatif :.... Cned Devoirs, Technologie 41 37

38 Page 8/10 Devoir 11 Devoir 11 suite Devoir 11 : Document 2 à compléter pour l exercice 3 (suite). Nom du paramétrage Indique la lettre de la vignette Vignette correspondante Nom de l outil choisi.... Nom du paramétrage Indique la lettre de la vignette Vignette correspondante Nom du paramétrage Indique la lettre de la vignette Vignette correspondante Nom du paramétrage Indique la lettre de la vignette Vignette correspondante Nom du paramétrage Indique la lettre de la vignette Vignette correspondante Nom :.. Prénom : Indicatif : Cned, Technologie 41

39 Devoir 11 Page 9/10 Devoir 11 suite A Devoir 11 : Document 3 : sept vignettes à découper et à classer pour l exercice 3. B C F G E " D Dassault Systèmes SolidWorks Corporation Cned Devoirs, Technologie 41, 39

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41 Devoir 11 Page 10/10 Devoir 11 suite Devoir 11 : Document 4 pour l exercice 8, question 2 l lite a Q Qualitel Nom :.. Prénom : Indicatif :.... Cned Devoirs, Technologie 41 41

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