Alarme et sécurité. Sous Epreuve E12. Travaux pratiques scientifiques sur systèmes

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1 Alarme et sécurité Sous Epreuve E12 Travaux pratiques scientifiques sur systèmes 1

2 ACADEMIE DE REIMS Baccalauréat Professionnel Systèmes Electroniques Numériques C.C.F. de Mathématiques et Sciences Physiques épreuve E1 Sous - épreuve E 12 : Travaux pratiques scientifiques sur systèmes Sujet : Etude d une alimentation ST 1000 Durée : Date : La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l appréciation des copies. L usage des calculatrices alphanumérique ou à écran graphique est autorisé à condition que leur fonctionnement soit autonome (circulaire N du ) Etude d une alimentation ST

3 Partie 1 : Description de l implantation Vous implantez un dispositif d alarme et de sécurité dans un bâtiment industriel de très grandes dimensions, certains détecteurs devront être placés à plus de 100 m de la centrale. Matériels à utiliser dans un secteur donné du bâtiment : Le système est composé des matériels suivants : - D une centrale UC8T2. - De détecteurs d ouverture magnétique IM De détecteurs infrarouges passifs de mouvement DS940PT. - D une sirène SIRCOMM 120 FI004 - D une alimentation filtrée et redressée. Les données techniques de ces matériels se trouvent dans les annexes fournies. I) Problème lié à la distance : 1.1) Réaliser le montage ci-dessous : A B Charge : Rhéostat Bobines de fil conducteur de longueur 100m 1.2) APPEL n 1 : En présence des examinateurs - Régler le potentiomètre du générateur afin d avoir une tension de12 V. 1.3) Mesurer les tensions électriques aux bornes du générateur ainsi qu aux bornes de AB : U générateur = U AB =. La tension électrique du générateur symbolise la tension électrique à la sortie de la centrale et la tension électrique U AB symbolise la tension électrique aux bornes d un détecteur. 1.4) Ces deux tensions sont-elles identiques?. 1.5) D après les données techniques d un détecteur infrarouge DS940 PT et au regard de la tension U AB, peut-il fonctionner normalement?

4 1.6) Proposer une solution pour résoudre ce problème : Partie 2 : Etude d une alimentation filtrée et redressée ST ) Etude de la tension d alimentation : 2.1) Vous devez observer à l aide d un oscilloscope la tension présente à la sortie du transformateur. Compléter le schéma de l annexe 1 en représentant les connexions de l oscilloscope (voie Y1 et masse) 2.2) APPEL n 2 : En présence des examinateurs : - Mettre hors tension la carte - Repérer sur l alimentation, les deux fils d alimentation. Pour des raisons d accessibilité de mesure sur la sortie du transformateur, proposer des points de mesures sur le pont de diodes. - Connecter l oscilloscope. - Mettre la carte sous tension. Effectuer les réglages de l oscilloscope pour visualiser au moins deux périodes : Relever le balayage horizontal. Relever la sensibilité verticale. Représenter l oscillogramme obtenu à l écran de l oscilloscope. Implantation des diodes sur la carte ~ ~ - Balayage horizontal :.. / division - Sensibilité verticale :.. / division. 2.3) Mettre la carte hors tension Mesurer la période T ( en secondes) T = 2.4) Mesurer la tension maximale U max. U max = - Appeler les examinateurs pour vérifications des mesures 2.5) Calculer la fréquence f de la tension observée. Formule : f =1 / T avec f en Hertz (Hz) et T en seconde (s) f =... = ) Calculer la valeur efficace U de la tension d alimentation. U = 2.7) Compléter le schéma de l annexe 1 en représentant le symbole de l appareil permettant la mesure de la valeur efficace U de la tension de sortie du transformateur. 2.8) APPEL n 3 : En présence des examinateurs : - repérer les deux points de mesures. - connecter cet appareil - Mettre la carte sous tension. - mesurer la valeur efficace U. U = - mettre la carte hors tension. 4

5 2.9) Cette mesure est-elle en accord avec la question 2.6)... 3) Etude de la tension redressée et filtrée: 3.1) Vous devez observer à l aide d un oscilloscope la tension à la sortie du pont de diodes ( D3-D6). Compléter le schéma de l annexe 1 en représentant les connexions de l oscilloscope (voie Y1 et masse) 3.2) APPEL n 4 : En présence des examinateurs : - Repérer sur la carte, les deux points de mesures. - Connecter l oscilloscope. Implantation des diodes sur la carte ~ ~ - Mettre la carte sous tension. Effectuer les réglages de l oscilloscope ( mode AC ) pour visualiser au moins deux périodes : Relever le balayage horizontal. Relever la sensibilité verticale. Représenter l oscillogramme obtenu à l écran de l oscilloscope. - Balayage horizontal :.. / division - Sensibilité verticale :.. / division. 3.3) Mesurer la période T ( en secondes). T = 3.4) Calculer la fréquence f de la tension observée. f =... =... Formule : f =1 / T avec f en Hertz (Hz) et T en seconde (s) APPEL n 5 : En présence des examinateurs : 3.5) Mesurer la tension maximale U max. et la tension minimale U min ( Oscilloscope en mode AC ) U max = U min = 3.6) La tension crête à crête déterminée correspond-t-elle aux données techniques fournies par le constructeur? Justifier. 3.7) Déterminer la valeur moyenne U moyen. U moyen = 5

6 3.8) Calculer le taux d ondulation en utilisant la relation suivante : Taux d ondulation = U max U = min - Ne pas toucher au montage. U moyen 4) Etude du régulateur LM 317: - Mettre hors tension la carte. 4.1) APPEL n 6 : En présence des examinateurs - Placer un rhéostat à la sortie de l alimentation, c'est-à-dire entre les points J3 et J6 (DC+ ET DC - ). - Mettre sous tension la carte. - Observer la tension à la sortie du pont de diodes en faisant varier la résistance du rhéostat, permettant ainsi de faire varier la charge de sortie. 4.2) Que peut-on dire de la tension crête à crête lorsque la valeur de la charge varie : ) Ce phénomène peut-il poser un problème pour l alimentation des détecteurs?justifier. 4.4) Vous devez observer à l aide d un oscilloscope la tension à la sortie du régulateur (sortie 2 et masse). Compléter le schéma de l annexe 1 en représentant les connexions de l oscilloscope (voie Y1 et masse) 4.5) APPEL n 7 : En présence des examinateurs : - Mettre hors tension la carte. - Repérer sur la maquette et en vous aidant des données techniques du constructeur ci-contre concernant le régulateur LM317, les deux points de mesures. - Connecter l oscilloscope. - Mettre la carte sous tension - Observer la tension en faisant varier la résistance du rhéostat ) Que peut-on dire de la tension lorsque la valeur de la charge varie :.. 4.7) A quoi sert donc le régulateur : Expliquer :... 6

7 - Mettre hors tension la carte, retirer le rhéostat, ainsi que les connexions à l oscilloscope. - Mettre la carte sous tension 4.8) Faire varier le potentiomètre VR1 afin que la tension de sortie ( DC + ; DC -) soit égale à 13,8 V. - Faire vérifier la mesure par l examinateur. 4.9) Quelle est alors la tension à la sortie du régulateur : U =. 4.10) En regardant le schéma de l annexe 1, expliquer cette différence de tension? 5) Etude du courant de charge d une batterie: - Mettre hors tension la carte 5.1) Brancher la batterie fournie 5.2) On souhaite mesurer l intensité du courant électrique de charge de la batterie. Proposer une méthode pour la déterminer à l aide d un voltmètre. 5.3) Compléter le schéma de l annexe 1 en représentant les connexions de l appareil à installer. 5.4) APPEL n 8 : En présence des examinateurs - Effectuer les mesures nécessaires. -Mettre sous tension la carte Réponse : - Mettre hors tension la carte.. 5.5) D après les données techniques de la batterie, en cas de coupure du secteur, combien de temps cette batterie pourra-t-elle assumée ses fonctions si le courant électrique de fonctionnement consommé à la sortie est de 1 A. Réponse : 6) Choix d une alimentation : 6.1) Faites l inventaire des différents détecteurs et autres matériels représentés sur le plan de l annexe 2. Réponse : 7

8 6.2) En regardant la documentation technique, déterminer pour chaque appareil l intensité du courant électrique consommée en permanence et en alarme. Consigner vos résultats dans un tableau Réponse : 6.3) L alimentation ST 1000 sera-t-elle suffisante, si oui justifier, sinon quelle autre alimentation devriez-vous choisir, en justifiant ce choix?( voir la documentation technique). Réponse : 7) Ranger le poste de travail 8

9 Annexe 1 9

10 Annexe 2 Détecteur d ouverture IM9700 Détecteur volumétrique IRP DS940 PT Sirène SIRCOMM 120 FI004 10

11 Travaux pratiques scientifiques sur systèmes - Sous Epreuve E12 Nom et prénom de l élève : Date et horaire de passage : Critères de réussite Observations Points Note Appel ) Montage réalisé correctement 0,25 1.2) Réglage du potentiomètre et utilisation d un voltmètre. 1.3) Mesure correcte des deux tensions 0,25 0,25+0,25 Appel 2 2.2) connexion de l oscilloscope Réglages de l oscilloscope 0,25+0,25 2.3) Vérification de la période 0,25 2.4) Vérification de Umax 0,25 Appel 3 2.8) Connexion du voltmètre correcte et choix des calibres correctes 0,25 Appel 4 3.2) connexion de l oscilloscope Réglages de l oscilloscope 0,25+ 0,25 3.3) Vérification de la période 0,25 Appel 5 3.5) Mesure de Umax et Umin 0,25+0,25 Appel 6 4.1) Mise en place du rhéostat 0,25 11

12 Appel 7 4.5) Connexion correcte de l oscilloscope observation du signal à l oral 0,25+0,25 4.8) variation de VR1 afin que U sortie = 13,8 V 0,25 4.9) Vérification de la tension U régulateur ( voie 2) 0,25 Appel 8 5.1) Vérification de la mise en place de la batterie (polarité) 0,25 5.4) Mesure de U R5 correcte 0,5 Observations générales de l examinateur : A l oral : Observations des réponses de l élève. Très satisfaisant : 2,5 pts correct : 1,25 pt Très moyen : 0,5 pt Commentaires : Rangement du matériel 0,5 12

13 Compétence évaluée Composa ntes de la compéte nce Tâches accomplies Question s Critères de réussite Barème Evaluation à l issue de la situation Effectuer les tests nécessaires à la validation du fonctionnement des équipements. Recueillir des informations Organiser le poste de travail Définir et mettre en œuvre un protocole expérimental Exploiter et interpréter les résultats expérimentaux (mesures et observations) Décrire et expliquer un phénomène, un principe, un fonctionnement, Repérage de l implantation des appareils de mesure (oscilloscope, voltmètre). Repérage des informations des données du constructeur. 2.1)2.7)3.1) 4.4)5.3) 3.6)5.5)6.1) 6.2) repérage correct et choix de l appareil correct recherche correcte des informations et inventaire du matériel correct 1.2)3.7) Utilisation correct du Choix des matériels de mesurage - Justification. voltmètre, calibre,montage Rangement du matériel à la fin du TP 7) Remise en état correct 0,5 pt Réalisation des mesurages conformément au protocole expérimental et aux règles de sécurité Calculer :f, U max, Ueff, courant de charge, Taux d ondulation Comparaison des grandeurs et proposition de solution, observations des résultats, comparaison des données du constructeur. Expliciter en utilisant un langage scientifique et technique adapté Rendre compte à l écrit et/ou à l oral Commentaires à l oral des résultats obtenus et des contrôles effectués des résultats des travaux réalisés. Rédaction écrite du compte rendu du TP 1.1)2.3)2.4) 2.8)3.3)4.1) 4.8)4.9)5.1) 1.3)2.2)3.2) 3.5)4.5)5.4) 2.5)2.6)3.4) 3.8)5.4)5.5) 1.4)1.5)1.6) 2.9)3.6)4.2) 4.3)4.6)4.7) 4.10) 5.2)6.3) Montage correct,mesures correctes,utilisation correcte du matériel Montage correct,mesures correctes,utilisation correcte du matériel Calculs justes Justifications, comparaisons justes Explication correcte en utilisant un langage adapté Sur l ensemble de l évaluation Sur l ensemble de l évaluation 0,25 pt / Rèponse. = 1,25 pt 0,25 pt / Rèponse. = 1 pt 0,5 pt /Réponse =1 pt 0,25 pt / Réponse = 2,25 pts 0,5pt/Réponse =3 pts 0,5pt/Réponse =3 pts 0,25 pt / Réponse = 2,5 pts 1pt/Réponse =2 pts 2,5 pts 1pt 13

14 FICHE DE SYNTHESE D EVALUATION DANS LE CADRE DU CCF Systèmes Electroniques Numériques EPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES SCIENTIFIQUES SUR SYSTEMES U12 Année scolaire : Etablissement : Nom et prénom du candidat : Baccalauréat professionnel : Le contrôle en cours de formation repose sur une situation d évaluation qui a pour support des systèmes liés au champ professionnel (sécurité alarme, audiovisuel multimédia, audiovisuel professionnel, ). La durée de l évaluation est voisine de 3h. Elle est mise en place au cours du 2 ème trimestre de l année civile précédant la session d examen. Il est adressé au jury une fiche d analyse du travail effectué par le candidat, rédigée par l équipe pédagogique en terme de comparaison entre ce qui a été réalisé par le candidat et ce qui était attendu avec la fiche d'évaluation (barèmes détaillés, critères d évaluation...). Sur cette fiche est également consignée une synthèse notée de l évaluation du travail réalisé par le candidat. Note proposée au jury : _ /20 Remarques du formateur : 14

15 15

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