CAHIER DE TECHNOLOGIE 4 ème

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1 CAHIER DE TECHNOLOGIE 4 ème CONFORT ET DOMOTIQUE NOM :... PRENOM :... CLASSE :... PROFESSEUR : M. FONTENIAUD

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3 SOMMAIRE CI0 : INTRODUCTION 4INT1 : C est quoi la domotique? 5 4INT2 : Cahier, réseau et serveur Duke 7 Synthèse «Introduction» 10 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT 4CDH1 : Fonctions et solutions techniques 13 4CDH2 : Validations de solutions techniques 19 Synthèse «Le confort dans l habitat» 20 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER 4CAE1A : Le lave-linge 25 4CAE1B : Le lave-vaisselle 28 4CAE1C : Le réfrigérateur 31 4CAE2 : Fonctionnement d un appareil électroménager 39 Synthèse «Choix d un appareil électroménager» 42 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES 4CCS1 : Utilisation d un moteur de recherche 46 4CCS2A : Laver le linge au cours des siècles 47 4CCS2B : Couper la pelouse au cours des siècles 48 4CCS2C : Nettoyer l habitat au cours des siècles 49 Synthèse «Le confort au cours des siècles» 52 CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE 4RPF1 : Planning prévisionnel 56 Synthèse «Prospection de la faisabilité» 65 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE 4RCP1 : Etude du matériel fourni 68 4RCP2 Réalisation d un datasheet 83 4RCP3 : Bon de commande 84 Synthèse «Conception préliminaire» 85 CI6 : REALISATION A L'AIDE DE LA CFAO 4CFAO1 : CFAO et implantation de composants 89 4CFAO2 : Usinage et contrôle 91 Synthèse «Réalisation à l aide de la CFAO» 99 CI7 : PROGRAMMATION 4RP1 : Système automatique 104 4RP2 : Programmation graphique 108 Synthèse «Programmation» E.FONTENIAUD

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5 CI0 : INTRODUCTION 4INT-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Qu est-ce que le confort? Et qu est-ce que la domotique? ACTIVITE 2 : Comment allons-nous travailler en technologie? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Révisions 6 ème et 5 ème Transport du signal : -lumière, infrarouge ; -ondes : hertziennes, ultrasons ; -électrique 1 1 Repérer le mode de transmission pour une application donnée. Associer un mode de transmission à un besoin donné. 3 E.FONTENIAUD

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7 4INT1-A1 CI0 : INTRODUCTION C EST QUOI LA DOMOTIQUE? FICHE D ACTIVITE 1-1/2 RAPPELS DE DEBUT D ANNEE 5 E.FONTENIAUD

8 4INT1-A2 CI0 : INTRODUCTION C EST QUOI LA DOMOTIQUE? FICHE D ACTIVITE 1-2/2 1-Citer 3 exemples de tâches qui peuvent être automatisées grâce à la domotique : 2-Le mot domotique est la contraction de 2 termes, citez les : 3-Que signifie «domus»? 4-Quel est le rôle de la domotique (que permet-elle de centraliser)? 5-Qu est ce qui permet de commander un système automatisé? 6-Quelles sont les applications possibles? (citer au moins 3 exemples) 7-Comment communiquent les émetteurs et récepteurs d un système domotique? (type de liaison) 8-L utilisation de systèmes domotiques a-t-elle une incidence sur la consommation d énergie? De quel ordre de grandeur? 9-Qu est ce qu un détecteur périmétrique? 10-Qu est ce qu un détecteur volumétrique? 11-Quelle est la différence entre les installations vues dans la première et la deuxième vidéo? 6 E.FONTENIAUD

9 4INT2-A1 CI0 : INTRODUCTION CAHIER, RESEAU ET SERVEUR DUKE FICHE D ACTIVITE 2-1/3 I-LE LIVRE Toutes les informations importantes sont indiquées en haut de chaque page : Logo représentant le type de page : : Problématiques : Ressources : Activité Centre d intérêt Logo du centre d intérêt : Synthèse Titre de l activité ou de la synthèse 4INT2-A1 CI0 : INTRODUCTION LIVRE, RESEAU ET SERVEUR DUKE FICHE D ACTIVITE 2-1/3 Référence de l activité : Type de page + numéro Classe+3 lettres du centre d intérêt+numéro de l activité dans le centre d intérêt-type de page Dans l exemple ci-dessus : Classe : 4 = 4 ème Centre d intérêt : INT = Introduction Numéro de l activité dans le centre d intérêt : 1 = 1 ère activité du centre d intérêt «introduction» Type de page : A1 = Activité page 1 II-LE RESEAU Au collège nous avons un réseau centralisé : Tous les ordinateurs sont reliés à un «superordinateur» appelé... (par l intermédiaire d un concentrateur) qui les commande et stocke leurs données. 7 E.FONTENIAUD

10 4INT2-A2 CI0 : INTRODUCTION CAHIER, RESEAU ET SERVEUR DUKE FICHE D ACTIVITE 2-2/3 Pour pouvoir rentrer sur ce réseau, il faut en avoir l autorisation : Le responsable du réseau donne donc un nom d'utilisateur et un mot de passe à tous les élèves. Mon nom d utilisateur Mon mot de passe Lorsque j ai fini d utiliser mon ordinateur, je me déconnecte du réseau. Le mot de passe est personnel : Je ne prête jamais mon mot de passe! III-SERVEUR DUKE a) Tous les cours de technologie seront accessibles grâce aux navigateurs internet. Le professeur précisera en début d activité le ou les navigateurs à utiliser! OU b) Une fois le navigateur internet ouvert, effacer le contenu de la barre d adresse : Taper une des adresses suivantes : - Par internet : (accessible du collège et de chez toi) - Ou par le réseau local : (accessible seulement du collège) c) Voici la page d accueil du serveur Duke. Cliquer gauche sur la classe : 8 E.FONTENIAUD

11 4INT2-A3 CI0 : INTRODUCTION CAHIER, RESEAU ET SERVEUR DUKE FICHE D ACTIVITE 2-3/3 d) Le planning de l année s ouvre (exemple avec la classe de 6 ème ) e) Cliquer gauche sur le titre pour arriver à l activité (exemple avec une activité de 6 ème ) Cliquer droit sur le fichier - Cliquer sur «Enregistrer la cible du lien sous» - Enregistrer le fichier dans vos documents et l ouvrir 9 E.FONTENIAUD

12 CI0 : INTRODUCTION 4INT-S1 FICHE DE SYNTHESE 1/1 Nous avons rappelé que tout objet technique existait pour répondre à un... de l Homme. Afin d augmenter l efficacité de ces objets techniques, et ainsi augmenter notre confort et notre sécurité, ceux-ci se voient..., et même, de plus en plus... (exemples : Barrière de train, feux de croisements, ). Lorsque ces technologies sont utilisées pour l habitation, cela s appelle de la domotique. Domotique est la contraction du mot... (=... en latin) et de... et... Les objets de domotique sont nombreux : portail à ouverture automatique, lave-linge, lumière à allumage automatique, Ceux-ci peuvent être... (à l aide d un ordinateur par exemple) afin de programmer les tâches de chacun et de les coordonner entre elles (exemple : ouverture automatique d une fenêtre de toit et coupure du chauffage, permettant la réalisation d économies d énergie). Ils peuvent être reliés à un central de différentes façons : -... : Simple à installer et déplaçable / Limité en distance -... : Insensible aux interférences radio / Nécessite d importants travaux La commande de l ensemble peut se réaliser : - D un... (Vue d ensemble sur grand écran / Pas facile à déplacer) - D une... (Petite et facile à déplacer / Petit écran) - D un... (Commande de la maison à distance / Coût de la communication) - 10 E.FONTENIAUD

13 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT 4CDH-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Comment fabriquer rapidement des logements confortables pour des étudiants? ACTIVITE 2 : Comment choisir une solution technique plutôt qu une autre? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Représentation fonctionnelle. 1 Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l objet technique. Contraintes : - liées au fonctionnement - liées à la sécurité - liées à l esthétique et à l ergonomie - liées au développement durable Solution technique. Représentation structurelle : modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique). 2 Mettre en relation des contraintes que l objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues. Rechercher et décrire plusieurs solutions 2 techniques pour répondre à une fonction donnée. 3 Choisir et réaliser une solution technique. Créer une représentation numérique d un objet 3 technique simple avec un logiciel de conception assistée par ordinateur. Rechercher et sélectionner un élément dans une 3 bibliothèque de constituants pour l intégrer dans une maquette numérique. 11 E.FONTENIAUD

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15 4CDH1-A1 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT FONCTIONS ET SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE D ACTIVITE 1-1/4 COMMENT RENDRE UN CONTENEUR HABITABLE? Nous étudierons ultérieurement l aménagement intérieur du conteneur, pour cette partie nous nous contenterons d une seule pièce habitable. I LA FONCTION D USAGE Quelle fonction d usage voulons-nous que ce conteneur remplisse après modifications? II LES FONCTIONS TECHNIQUES Quelles sont les fonctions techniques que devra assurer cette boite pour être habitable? Afin de trouver ces fonctions, compléter le diagramme des interactions (Voir document ressources), afin de compléter le tableau page suivante. Utilisateur FC6 FC7 FP1 FC1 FC5 FC4 FC3 FC2 Œil Réseau d eau 13 E.FONTENIAUD

16 4CDH1-A2 III LES SOLUTIONS TECHNIQUES CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT FONCTIONS ET SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE D ACTIVITE 1-2/4 Maintenant que nous avons les fonctions que doit assurer notre conteneur (deuxième colonne), il nous faut trouver des solutions techniques pour répondre à ces fonctions. Trouver des solutions techniques pour les cases vides : FONCTIONS DE SERVICE FONCTION D USAGE FONCTIONS... SOLUTIONS... - Chauffage (électrique, au gaz, au fuel, ) - Climatisation - Isolation thermique (Laine de roche, de verre, ) - Isolation phonique (laine de chanvre, laine de cellulose ) FC1 : Profiter des ressources du milieu extérieur - Câbles - Prises téléphoniques FC4 : Se raccorder au réseau d eau - Tuyaux - Robinetterie FC5 : Être stable sur le sol - Câbles - Tableaux électriques - Prises électriques - Gaines 14 E.FONTENIAUD

17 4CDH1-A3 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT FONCTIONS ET SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE D ACTIVITE 1-3/4 QUELS SONT LES BESOINS D UN ETUDIANT? COMMENT AMENAGER L INTERIEUR DU CONTENEUR POUR REPONDRE A SES BESOINS? Quelle superficie avons-nous pour réaliser notre aménagement? Au sol, le conteneur mesure :... X... Soit une superficie au sol de :... IV LES BESOINS Quels sont les besoins de l étudiant dans un logement? (Les lister) Ces besoins peuvent être regroupés en 5 catégories, compléter le schéma ci-dessous : 15 E.FONTENIAUD

18 4CDH1-A4 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT FONCTIONS ET SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE D ACTIVITE 1-4/4 V LES BESOINS, FONCTIONS DE SERVICE ET SOLUTIONS TECHNIQUES Compléter le tableau suivant à l aide de la question précédente : BESOINS FONCTIONS TECHNIQUES SOLUTIONS TECHNIQUES 16 E.FONTENIAUD

19 4CDH1-R1 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT FONCTIONS ET SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE RESSOURCES 1/2 I- FONCTION D USAGE (RAPPEL) Fonction d'usage : Service rendu par l'objet technique à un besoin de l'utilisateur, indépendamment de l'utilisateur. Plusieurs ensembles de pièces sont souvent nécessaires pour réaliser la fonction d'usage (exemple : le vélo est fait de plusieurs ensembles de pièces pour répondre à la fonction : se déplacer). Elle est la réponse à la question «A quoi ça sert?». II-DIAGRAMME DES INTERACTIONS Le diagramme des interactions, aussi appelé «diagramme pieuvre», sert à déterminer les interactions du produit avec les éléments du milieu extérieur directement en contact avec le produit, afin d en déduire les fonctions que celui-ci doit remplir (FP : Fonctions Principales et FC : Fonctions de Contrainte). Pour cela, il faut commencer par lister les éléments du milieu extérieur directement en contact avec le produit. Exemple avec un lave-linge : 17 E.FONTENIAUD

20 4CDH1-R2 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT FONCTIONS ET SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE RESSOURCES 2/2 Il ne reste alors plus qu a définir les interactions. Il y en a deux types : - Action d un élément du milieu extérieur sur un autre élément du milieu extérieur par l intermédiaire de l objet technique = FP : Fonctions Principales - Action d un élément du milieu extérieur sur l objet technique ou action de l objet technique sur un élément du milieu extérieur = FC : Fonctions de Contrainte Exemple avec un lave-linge : Cela permet de lister les fonctions que devra remplir l objet technique Exemple avec un lave-linge : FP1 : Permettre à l utilisateur d insérer et d enlever le linge de la machine FP2 : Optimiser l efficacité des produits lessiviels sur le linge FC1 : Communiquer les informations de fonctionnement à l utilisateur FC2 : Offrir différents modes de lavage à l utilisateur FC3 : Contenir le linge FC4 : Contenir les produits lessiviels FC5 : Se raccorder sur le réseau d'eau FC6 : Se raccorder sur le réseau d'électricité FC7 : Etre agréable à l œil FC8 : Respecter les normes (bruits, dimensions, sécurité électrique) 18 E.FONTENIAUD

21 4CDH2-A1 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT VALIDATION DE SOLUTIONS TECHNIQUES FICHE D ACTIVITE 2-1/1 Maintenant que nous avons listé les besoins d un étudiant dans un logement et les solutions permettant d y répondre : Comment choisir une solution technique plutôt qu une autre? Et ainsi valider la conception. Afin de départager plusieurs solutions techniques, nous allons réaliser une maquette numérique à l aide d un logiciel de CAO (Conception Assisté par Ordinateur). Elle montrera à quoi ressemblera le produit. I-REALISATION D UNE MAQUETTE NUMERIQUE A L AIDE DE «SWEET HOME 3D» Réaliser la maquette numérique avec le logiciel SweetHome3D à l aide de la fiche travail page 16 ( activité 4CDH1), de «Aide -> Aide de SweetHome3D» (ou F1), et du tableau ci-dessous : (La maquette réalisée devra répondre à la contrainte et à toutes les fonctions techniques du tableau). BESOINS DORMIR FONCTIONS TECHNIQUES S allonger Être dans l obscurité Être au calme S installer devant un plan de travail TRAVAILLER Stocker Eclairer Se laver ENTRETENIR UNE HYGIENE Faire ses besoins Être à l abri des regards Stocker Cuisiner SE NOURRIR Consommer Laver Jeter CIRCULER Se déplacer dans toute la zone habitable Libérer de la place au sol CONTRAINTE DE FONCTIONNEMENT : Aucune ouverture sur les 2 murs extérieurs de 12m de long, pour permettre de placer les conteneurs les uns à côté des autres 19 E.FONTENIAUD

22 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT 4CDH-S1 FICHE DE SYNTHESE 1/3 I - COMMENT UN OBJET TECHNIQUE REMPLIT-IL SA FONCTION? Tout objet technique est créé pour répondre à..., il y répond en remplissant une fonction appelée... Elle est la réponse à la question : «...». Pour remplir celle-ci, il doit souvent remplir un ensemble de fonctions... (Fonctions principales et fonctions de contrainte). L ensemble «fonction d usage» et «fonctions techniques» sont appelées fonctions... Les fonctions de service sont elles-mêmes réalisées grâces à une ou plusieurs Solution technique Solution technique Solution technique Fonction d usage Fonction technique Fonction technique Fonctions de service Solution technique Solution technique Solution technique II- COMMENT OBTENIR CES FONCTIONS? Nous pouvons utiliser des outils comme le diagramme..., dont le principe est de lister les éléments du milieu extérieur directement en contact avec le produit, pour en déduire... Il est également possible de lister l ensemble des... de l utilisateur en rapport avec le produit, pour en déduire... III- COMMENT CHOISIR UNE SOLUTION TECHNIQUE? Les caractéristiques imposées à un objet technique pour l adapter à son usage, qui incitent au choix d une solution technique plutôt qu à une autre, sont appelés... Elles sont de différents types : E.FONTENIAUD

23 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT 4CDH-S2 FICHE DE SYNTHESE 2/3 Afin de départager plusieurs solutions techniques, il est parfois nécessaire de les étudier pour valider des choix et définir les solutions finales, pour cela nous pouvons : a) Les représenter : 1-Par... C'est un dessin fait rapidement, à main levée, sans recherche de détails (sans code de représentation). Il s agit de représenter une ou plusieurs solutions techniques dans les grandes lignes, permettant de nous faire une idée de ce que pourrait être notre futur objet technique. 2-Par... C est une représentation codifiée des fonctions et de la structure d un objet. Il permet de présenter le fonctionnement de plusieurs solutions techniques pour les comparer. 3-Par... Réalisée à l aide d un logiciel de CAO (Conception assistée par ordinateur) elle permet de tester et valider certains aspects et/ou comportements. Elle montre à quoi va ressembler le produit. b) Réaliser : 1-Une... Elle est réalisée dans des matériaux non définitifs. Elle ne fonctionne pas, son rôle est de convaincre en donnant une image des solutions techniques retenues. Certaines représentations nécessitent un agrandissement (pour une meilleure étude) ou une réduction des dimensions du réel (pour des raisons de coût). 2-Un... Il est le premier exemplaire d'un produit industriel. Très courant dans l industrie automobile ou l aéronautique, il permet de tester l objet grandeur nature afin de valider définitivement, ou non, des solutions techniques. 21 E.FONTENIAUD

24 CI1 : LE CONFORT DANS L'HABITAT 4CDH-S3 FICHE DE SYNTHESE 3/3 IV- REPRESENTATION PAR MAQUETTE NUMERIQUE Un objet technique peut être représenté visuellement en 3 dimensions ou en 2 dimensions : - Représentation en... : l objet est représenté en 3 dimensions - Représentation en... : l objet est représenté en 2 dimensions Représentation en perspective Représentation en projection Exemple : Maison Remarque : En projection, plusieurs représentations sont souvent nécessaires pour décrire entièrement l objet technique. Comme dans beaucoup de logiciels de CAO, différents éléments (meubles, portes,...) sont déjà dessinés et enregistrés dans une..., et sont fournis avec le logiciel. Il ne reste alors qu à les insérer dans notre dessin : Bibliothèque Insertion dans le dessin Exemple : SweetHome Attention : le logiciel de CAO ne doit pas être un frein à la conception : lorsqu un élément n est pas présent dans une bibliothèque, il peut être... dans le logiciel (possibilités de... des éléments sur internet ou de les... avec un logiciel). Certains logiciels permettent même d insérer des bibliothèques complètes (plusieurs éléments). 22 E.FONTENIAUD

25 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER 4CAE -P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Comment choisir un appareil électroménager? ACTIVITE 2 : Quels sont les composants qui gèrent les énergies dans un appareil automatique tel qu un lave-linge? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Décrire sous forme schématique, le 1 fonctionnement de l objet technique. Associer à chaque bloc fonctionnel les 2 Représentation fonctionnelle. composants réalisant une fonction. Établir un croquis du circuit d alimentation 3 énergétique et un croquis du circuit informationnel d un objet technique. Comparer les quantités d énergie consommée par 2 deux objets techniques. Efficacité énergétique. Indiquer la nature des énergies utilisées pour le 2 fonctionnement de l objet technique. Identifier dans la chaîne de l énergie les Gestion de l énergie, régulation. 1 composants qui participent à la gestion de l énergie et du confort. 23 E.FONTENIAUD

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27 4CAE1A-A1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER A : LE LAVE-LINGE FICHE D ACTIVITE 1A - 1/3 Tu as grandi, tu as maintenant un(e) conjoint(e) et deux enfants. Pour augmenter ton confort, tu souhaites acheter un des trois lave-linges dont tu as les fiches : MAIS LEQUEL CHOISIR?...ET POURQUOI? I Hypothèses : Indiquer l appareil choisi, et les informations comparées. II Comparer les consommations à l aide d un tableur grapheur : Données : - Une famille de 4 personnes effectue en moyenne 4 cycles par semaine - Il y a 52 semaines dans une année - On espère garder cet appareil 10 ans - Tarif de base de l électricité (EDF) : / kwh - Tarif moyen de l eau (institut français de l environnement) : 3.01 / m3 Matériel mis à disposition : - Un ordinateur pour 2 élèves avec la suite LibreOffice et un accès au serveur Duke - Une imprimante a) Théoriquement, combien de cycles devrait effectuer notre appareil (nous considérons que nous sommes une famille de 4 personnes)? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant à l aide du tableur. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Cycles réalisés par un lave-linge chaque semaine Nombre de semaines dans l'année Durée de vie de l'appareil Nombre de cycles réalisés par un lave-linge dans sa vie Cycles Semaines Ans Cycles b) D après le nombre trouvé, quelles quantités d eau et d électricité, va consommer chaque lave-linge en 10 ans? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant à l aide du tableur. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Consommation Lave-linge n 1 Lave-linge n 2 Lave-linge n 3 Un cycle Eau (litres) Électricité (kwh) Eau (litres) 10 Ans Eau (m3) Électricité (kwh) 25 E.FONTENIAUD

28 4CAE1A-A2 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER A : LE LAVE-LINGE FICHE D ACTIVITE 1A - 2/3 c) D après les nombres trouvés, combien va nous coûter chaque modèle sur 10 ans : En eau? En électricité? Au total? Pour répondre à cette question, réalise et complète les tableaux suivants à l aide du tableur, en n affichant que des nombres entiers pour le deuxième tableau. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Tarif de base de l'électricité Tarif moyen de l'eau / kwh / m3 Coût de l'eau en 10 ans ( ) Coût de l'électricité en 10 ans ( ) Coût de la consommation en 10 ans ( ) Prix de vente ( ) Soit un coût total en 10 ans ( ) Lave-linge n 1 Lave-linge n 2 Lave-linge n 3 d) D un point de vue «coût total de consommation», lequel de ces lave-linges est le plus intéressant? e) D un point de vue «coût total», lequel de ces lave-linges est le plus intéressant? f) Pour conclure, réalise un histogramme empilé 2D reprenant : Prix de vente, coût dû à l'eau et coût dû à l'électricité de chaque lave-linge. III Comparer les performances a) Quelle est le lave-linge le plus performant du point de vue : Consommation? Efficacité de lavage? Efficacité d essorage? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant avec les lettres à l aide du tableur. Lave-linge n 1 Lave-linge n 2 Lave-linge n 3 Consommation Efficacité de lavage Efficacité d'essorage b) Globalement quel lave-linge est le plus performant? Pourquoi? 26 E.FONTENIAUD

29 4CAE1A-A3 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER A : LE LAVE-LINGE FICHE D ACTIVITE 1A - 3/3 IV Impression Imprime ton document : celui-ci doit tenir sur une feuille A4 : Fichier Aperçu Page 1/1 (en bas à gauche de l écran) Si elle tient sur plusieurs pages, modifier la largeur des colonnes et les marges (dans l aperçu). Appelle le professeur avant d imprimer V Généraliser à d autres objets techniques a) Deux objets techniques remplissant la même fonction ont-ils les mêmes besoins en énergies? b) Quels sont les points à comparer avant d acquérir un objet technique? VI- Compléter le diaporama pour présenter le travail au reste de la classe a) Enregistre le fichier «Présentation.odp» (présent sur le serveur Duke) dans tes documents sous le nom : «4CAE1-prénom1-prénom2.odp» b) Complète le (utilise l aide pour le logiciel «Impress», si nécessaire) à l aide du tableau obtenu (utilise la fonction copier/coller pour importer tes différents tableaux et graphiques d un logiciel à l autre), et des images (.jpg) des «fiches produits» (fournies dans Duke). Aide-toi du document ressources «Présentation». (Le sommaire peut être retravaillé, tu peux rajouter des diapositives et des éléments de ton choix pour cette présentation (images, enchaînements divers ) en fonction de tes capacités.)! Le diaporama doit comporter des réponses à toutes les questions de cette fiche! VII- Présenter le diaporama au reste de la classe 3 min pour présenter, il faut donc faire ressortir les informations importantes. Pensez à répartir le temps de parole avant l intervention. 27 E.FONTENIAUD

30 4CAE1B-A1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER B : LE LAVE-VAISSELLE FICHE D ACTIVITE 1B - 1/3 Tu as grandi, tu as maintenant un(e) conjoint(e) et deux enfants. Pour augmenter ton confort, tu souhaites acheter un des trois lave-vaisselle dont tu as les fiches : MAIS LEQUEL CHOISIR?...ET POURQUOI? I Hypothèses : Indiquer l appareil choisi, et les informations comparées. II Comparer les consommations à l aide d un tableur grapheur : Données : - Une famille de 4 personnes effectue en moyenne 6 cycles par semaine - Il y a 52 semaines dans une année - On espère garder cet appareil 10 ans - Tarif de base de l électricité (EDF) : / kwh - Tarif moyen de l eau (institut français de l environnement) : 3.01 / m3 Matériel mis à disposition : - Un ordinateur pour 2 élèves avec la suite LibreOffice et un accès au serveur Duke - Une imprimante a) Théoriquement, combien de cycles devrait effectuer notre appareil (nous considérons que nous sommes une famille de 4 personnes)? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant à l aide du tableur. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Cycles réalisés par un lave-vaisselle chaque semaine Nombre de semaines dans l'année Durée de vie de l'appareil Nombre de cycles réalisés par un lave-vaisselle dans sa vie Cycles Semaines Ans Cycles b) D après le nombre trouvé, quelles quantités d eau et d électricité, va consommer chaque lave-vaisselle en 10 ans? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant à l aide du tableur. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Consommation Lave-vaisselle n 1 Lave-vaisselle n 2 Lave-vaisselle n 3 Un cycle Eau (litres) Électricité (kwh) Eau (litres) 10 Ans Eau (m3) Électricité (kwh) 28 E.FONTENIAUD

31 4CAE1B-A2 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER B : LE LAVE-VAISSELLE FICHE D ACTIVITE 1B - 2/3 c) D après les nombres trouvés, combien va nous coûter chaque modèle sur 10 ans : En eau? En électricité? Au total? Pour répondre à cette question, réalise et complète les tableaux suivants à l aide du tableur, en n affichant que des nombres entiers pour le deuxième tableau. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Tarif de base de l'électricité Tarif moyen de l'eau / kwh / m3 Coût de l'eau en 10 ans ( TTC) Coût de l'électricité en 10 ans ( TTC) Coût de consommation en 10 ans ( ) Prix de vente ( TTC) Soit un coût total en 10 ans ( ) Lave-vaisselle n 1 Lave-vaisselle n 2 Lave-vaisselle n 3 d) D un point de vue «coût total de consommation», lequel de ces lave-vaisselles est le plus intéressant? e) D un point de vue «coût total», lequel de ces lave-vaisselles est le plus intéressant? f) Pour conclure, réalise un histogramme empilé 2D reprenant : Prix de vente, coût dû à l'eau et coût dû à l'électricité de chaque lave-vaisselle. III Comparer les performances a) Quelle est le lave-vaisselle le plus performant du point de vue : Consommation? Efficacité de lavage? Efficacité de séchage? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant avec les lettres à l aide du tableur. Lave-vaisselle n 1 Lave-vaisselle n 2 Lave-vaisselle n 3 Consommation Efficacité de lavage Efficacité de séchage b) Globalement quel lave-vaisselle est le plus performant? Pourquoi? 29 E.FONTENIAUD

32 4CAE1B-A3 IV Impression CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER B : LE LAVE-VAISSELLE FICHE D ACTIVITE 1B - 3/3 Imprime ton document : celui-ci doit tenir sur une feuille A4 : Fichier Aperçu Page 1/1 (en bas à gauche de l écran) Si elle tient sur plusieurs pages, modifie la largeur des colonnes et les marges (dans l aperçu). Appelle le professeur avant d imprimer V Généraliser à d autres objets techniques a) Deux objets techniques remplissant la même fonction ont-ils les mêmes besoins en énergies? b) Quels sont les points à comparer avant d acquérir un objet technique? VI- Compléter le diaporama pour présenter le travail au reste de la classe a) Enregistre le fichier «Présentation.odp» (présent sur le serveur Duke) dans tes documents sous le nom : «4CAE1-prénom1-prénom2.odp» b) Complète le (utilise l aide pour le logiciel «Impress», si nécessaire) à l aide du tableau obtenu (utilise la fonction copier/coller pour importer tes différents tableaux et graphiques d un logiciel à l autre), et des images (.jpg) des «fiches produits» (fournies dans Duke). Aide-toi du document ressources «Présentation». (Le sommaire peut être retravaillé, tu peux rajouter des diapositives et des éléments de ton choix pour cette présentation (images, enchaînements divers ) en fonction de tes capacités.)! Le diaporama doit comporter des réponses à toutes les questions de cette fiche! VII- Présenter le diaporama au reste de la classe 3 min pour présenter, il faut donc faire ressortir les informations importantes. Pensez à vous répartir le temps de parole avant l intervention. 30 E.FONTENIAUD

33 4CAE1C-A1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER C : LE REFRIGERATEUR FICHE D ACTIVITE 1C - 1/3 Tu as grandi, tu as maintenant un(e) conjoint(e) et deux enfants. Pour augmenter ton confort, tu souhaites acheter un des trois réfrigérateurs dont tu as les fiches : MAIS LEQUEL CHOISIR?...ET POURQUOI? I Hypothèses : Indiquer l appareil choisi, et les informations comparées. II Comparer les consommations à l aide d un tableur grapheur : Données : - On espère garder cet appareil 10 ans - Tarif de base de l électricité (EDF) : / kwh Matériel mis à disposition : - Un ordinateur pour 2 élèves avec la suite LibreOffice et un accès au serveur Duke - Une imprimante a) D après la consommation d électricité par an indiquée dans les fiches, quelle sera la consommation d électricité en 10 ans? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant à l aide du tableur, en affichant deux chiffres après la virgule. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Consommation Réfrigérateur n 1 Réfrigérateur n 2 Réfrigérateur n 3 1 an Électricité (kwh) 10 ans Électricité (kwh) b) Les différents réfrigérateurs ont-ils le même besoin en électricité? c) D après les nombres trouvés, combien va nous coûter chaque modèle sur 10 ans : En électricité? Au total? Pour répondre à cette question, réalise et complète les tableaux suivants à l aide du tableur, en n affichant que des nombres entiers pour le deuxième tableau. (Si une valeur est modifiée, le tableau doit se mettre à jour) Tarif de base de l'électricité / kwh Coût de l'électricité en 10 ans ( ) Prix de vente ( TTC) Soit un coût total en 10 ans ( ) Réfrigérateur n 1 Réfrigérateur n 2 Réfrigérateur n 3 31 E.FONTENIAUD

34 4CAE1C-A1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER C : LE REFRIGERATEUR FICHE D ACTIVITE 1C - 2/3 d) D un point de vue «coût de consommation», lequel de ces réfrigérateurs est le plus intéressant? e) D un point de vue «coût total», lequel de ces réfrigérateurs est le plus intéressant? f) Pour conclure, réalise un histogramme empilé 2D reprenant : Prix de vente et coût dû à l'électricité de chaque réfrigérateur. III Comparer les performances a) Quelle est le réfrigérateur le plus performant du point de vue : Consommation? Capacité denrées fraiches? Capacité denrées congelées? Pour répondre à cette question, réalise et complète le tableau suivant avec les lettres à l aide du tableur. Réfrigérateur n 1 Réfrigérateur n 2 Réfrigérateur n 3 Consommation Capacité denrées fraiches Capacité denrées congelées b) Globalement quel réfrigérateur est le plus performant? Pourquoi? IV Impression Imprime ton document : celui-ci doit tenir sur une feuille A4 : Fichier Aperçu Page 1/1 (en bas à gauche de l écran) Si elle tient sur plusieurs pages, modifie la largeur des colonnes et les marges (dans l aperçu). Appelle le professeur avant d imprimer V Généraliser à d autres objets techniques a) Deux objets techniques remplissant la même fonction ont-ils les mêmes besoins en énergies? 32 E.FONTENIAUD

35 4CAE1C-A1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER C : LE REFRIGERATEUR FICHE D ACTIVITE 1C - 3/3 b) Quels sont les points à comparer avant d acquérir un objet technique? VI- Compléter le diaporama pour présenter le travail au reste de la classe a) Enregistre le fichier «Présentation.odp» (présent sur le serveur Duke) dans tes documents sous le nom : «4CAE1-prénom1-prénom2.odp» b) Complète le (utilise l aide pour le logiciel «Impress», si nécessaire) à l aide du tableau obtenu (utilise la fonction copier/coller pour importer tes différents tableaux et graphiques d un logiciel à l autre), et des images (.jpg) des «fiches produits» (fournies dans Duke). Aidetoi du document ressources «Présentation». (Le sommaire peut être retravaillé, tu peux rajouter des diapositives et des éléments de ton choix pour cette présentation (images, enchaînements divers ) en fonction de tes capacités.)! Le diaporama doit comporter des réponses à toutes les questions de cette fiche! VII- Présenter le diaporama au reste de la classe 3 min pour présenter, il faut donc faire ressortir les informations importantes. Pensez à vous répartir le temps de parole avant l intervention. 33 E.FONTENIAUD

36 4CAE1-R1 I-L ETIQUETTE ENERGIE CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER LAVE-LINGE / LAVE VAISSELLE / REFRIGERATEUR FICHE RESSOURCES 1/5 L étiquette énergie, créée par la Commission Européenne, est obligatoire pour la vente d appareils électroménagers (réfrigérateurs, congélateurs, combinés, lave-linge, lave-vaisselle, sèche-linge, fours électriques, ). Elle renseigne les acheteurs sur la consommation énergétique des produits, lors de leur utilisation. Cette étiquette informe également sur d autres qualités d usage (lavage, essorage, consommation d eau, etc.). a) Les différentes parties de l étiquette : : Nom du fabricant : Nom du modèle de la machine : Lettre représentative de la valeur donnée en : Consommation d électricité lors d un lavage réalisé avec le cycle «blanc 60» : Lettre représentative de la qualité de lavage : Le test est effectué en insérant des tissus marqués de différentes tâches (même tissus, même lessive et mêmes tâches pour tous les lave-linge) après un cycle «blanc 60», les tâches sont analysées. Moins il reste de tâches, meilleure est la note. : Lettre représentative de la qualité de l essorage : Après un cycle «blanc 60» différents tissus (les mêmes par tous les lave-linge) sont analysés. Plus ils sont essorés meilleure est la note. : Vitesse d essorage en tours par minute : Poids de linge maximal à insérer dans la machine lors d un cycle «blanc 60» : Quantité d eau consommée pour un cycle «blanc 60» : Bruits maximums émis par la machine lors du lavage et de l essorage b) La correspondance des lettres : Lettre A B C D E F G Evaluation Optimum Excellent Très bien Bien Moyen Faible Très faible 34 E.FONTENIAUD

37 4CAE1-R2 II-ENERGIE ET PUISSANCE a) La tension : CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER LAVE-LINGE / LAVE VAISSELLE / REFRIGERATEUR Analogie avec l eau FICHE RESSOURCES 2/5 Circuit électrique La tension électrique peut être comparée à la hauteur d une cascade : plus la cascade est haute, plus la pression de l eau est forte. b) L intensité : Analogie avec l eau De même, dans un générateur plus la différence de potentiel est importante, plus les électrons sont attirées de la borne «+» vers la borne «-». Cela est mesurable grâce à un voltmètre en parallèle : C est la tension. Son unité est le Volt (V). Circuit électrique L intensité électrique peut être comparée au débit d une cascade : plus la cascade est large, plus la quantité d eau allant du haut vers le bas en un temps donné est importante. De même, la quantité d électricité qui traverse le ventilateur par seconde est mesurable avec un ampèremètre en série : c est l intensité. Son unité est l Ampère (A). 35 E.FONTENIAUD

38 4CAE1-R3 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER LAVE-LINGE / LAVE VAISSELLE / REFRIGERATEUR FICHE RESSOURCES 3/5 c) La puissance : L intensité La tension La puissance est la tension et la quantité d énergie par seconde nécessaires au fonctionnement d un objet technique. Son unité est le Watt (W). Puissance (Watt) = Intensité (Ampère) X Tension (Volt) (exemple : P = 0.5 X 4.5 = 2.25 W) d) L énergie : L énergie est la puissance consommée pendant un temps donné. La référence est le kwh (Kilowatt (1W = 0,001 kw = 10-3 kw) consommé en une heure) Exemple : - Si nous laissons notre système fonctionner une heure, nous aurons consommé 2.25 X 10-3 kwh - Si nous laissons notre système fonctionner 20 min, nous aurons consommé 0.75 X 10-3 kwh ( 2.25 X 10-3 X * ) * 1 heure = 60 min 36 E.FONTENIAUD

39 4CAE1-R4 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER LAVE-LINGE / LAVE VAISSELLE / REFRIGERATEUR FICHE RESSOURCES 4/5 III-LE TABLEUR-GRAPHEUR Un logiciel tableur se compose d une multitude de cases, chacune étant repérées par un code. Ce code est composé d un chiffre (pour les lignes) et d une lettre (pour les colonnes). Par exemple : La case coloriée ci-dessus est la case «D6» Lorsque l utilisateur a saisi des nombres dans les cases, il est possible de réaliser des opérations mathématiques avec ce code. Si le contenu de la formule change, l ordinateur refait alors automatiquement le calcul. Toute opération commence toujours par le signe = a) Addition, soustraction, multiplication et division : - Additionner le contenu des cases de A1 et de B2 : «=A1+B2» - Multiplier le contenu des cases B3, B5, C27 : «=B3*B5*C27» - Faire la soustraction du contenu de B3 et B4, et diviser le tout par le contenu de C4 :«=(B3-B4)/C4» b) Quelques formules : Dans une formule le point virgule «;» signifie ET, les deux points «:» signifient JUSQU A La fonction somme : Faire la somme du contenu des cases de A3 et B5 «=somme(a3;b5)» Faire la somme du contenu des cases de A3 jusqu à B5 «=somme(a3:b5)» La fonction moyenne : Faire la moyenne du contenu des cases B2 jusqu à F5 «=moyenne(b2:f5)» 37 E.FONTENIAUD

40 4CAE1-R5 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER LAVE-LINGE / LAVE VAISSELLE / REFRIGERATEUR FICHE RESSOURCES 5/5 IV- PRESENTATION D UN PROJET A L AIDE D UN DIAPORAMA Certaines études scientifiques ont révélé que le contenu d'un discours est retenu à 10% en moyenne par un auditoire, mais à plus de 60% s'il est appuyé par un support visuel. Des logiciels tels que PowerPoint ou Impress, qui sont des logiciels de présentation, permettent la création de diaporamas, pouvant accompagner un discours. Dans chaque diapositive, on peut insérer du texte, des images, des vidéos, du son et même des liens vers des sites web et des applications. Conseils pour la réalisation d un diaporama : Créer un modèle à utiliser pour chaque diapositive (Fond, couleurs,...) : Fond clair et caractères foncés ou fond sombre et caractères clairs Choisir une police bien lisible Ecrire relativement gros (minimum 24 points) Créer une diapositive indiquant le plan de votre présentation : Elle peut être intercalée dans la présentation pour passer d un «chapitre» à l autre Mettre les titres en rapport avec le plan dans chaque diapositive Faire un nombre suffisant de diapositives, tout en respectant leur exploitation : Il ne faut pas plus d un thème par diapositive, et d une idée par ligne Limiter le texte en indiquant les idées maîtresses par des mots clés (les diapositives doivent pouvoir être lues) Ajouter des images, des graphiques, des dessins, des animations, des tableaux... En rapport avec le sujet traité, pour attirer l attention du public sur le diaporama Ajouter quelques transitions pour rendre le diaporama plus attractif : Mais attention trop de transitions perturbent l attention du public! Relire attentivement son travail pour éviter les fautes d'orthographe! Le diaporama n est qu un support à la présentation, l attention du public doit principalement se poser sur la personne qui le présente. Lors d une présentation il faut respecter le temps de parole imposé, et donc parler de l essentiel. 38 E.FONTENIAUD

41 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FONCTIONNEMENT D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER 4CAE2-A1 FICHE D ACTIVITE 2-1/2 QUELS SONT LES COMPOSANTS QUI GERENT LES ENERGIES DANS UN APPAREIL ELECTROMENAGER? I Hypothèse : A ton avis, quelles sont les opérations réalisées par un lave-linge durant un cycle de lavage classique? Grâce à quoi sont-elles réalisées? II Placer les repères des composants sur les dessins ci-dessous (A l aide des maquettes numérique et réelle) Repères Composants Repères Composants A Interrupteur de mise sous tension F Niveau d eau haut B Boutons poussoirs (départ et annulation) G Pompe de vidange C Commutateur rotatif (sélection programme) H Moteur D Diodes électroluminescentes (DEL) I Thermoplongeur E Niveau d eau bas J Electrovanne ARRIÈRE DE LA MAQUETTE AVANT DE LA MAQUETTE 39 E.FONTENIAUD

42 4CAE2-A2 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FONCTIONNEMENT D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FICHE D ACTIVITE 2-2/2 Pour réaliser le lavage, les opérations suivantes doivent être effectuées : III Placer les repères des composants réalisant chaque opération. (Observer la maquette en fonctionnement pour s aider) IV Par ilot, et avec l aide du professeur, observer le câblage de la maquette (Dans les fils verts et blancs circulent des informations, dans les fils rouges et noirs de l énergie) V Lister les composants en deux catégories : CAPTEURS et ACTIONNEURS. Puis indiquer sur les flèches la circulation d INFORMATIONS ou d ENERGIE E.FONTENIAUD

43 4CAE2-R1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FONCTIONNEMENT D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FICHE RESSOURCES 1/1 I AUTOMATISME : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT II - DEFINITIONS Automate : Un automate est une machine conçue pour effectuer d'elle même un ensemble d'opérations (le programme qu il a en mémoire lui dicte les opérations à réaliser). Il donne des ordres (en envoyant de l énergie aux actionneurs) et reçoit les comptes rendus (grâce aux informations que lui envoient les capteurs). Partie opérative : Partie qui exécute les ordres à l'aide des actionneurs et qui envoie les comptes rendus des informations fournies par les capteurs. Capteur : Elément capable de détecter une information sur un phénomène physique dans son environnement : un mouvement (bouton poussoir), une lumière (photorésistance), un son (microphone), une position (fin de course), etc. Actionneur : Elément qui transforme l énergie qu il reçoit : en mouvement (moteur), en chaleur (résistance électrique), en lumière (lampe), en champs magnétique (électro-aimant), en vibration sonore (buzzer), etc. 41 E.FONTENIAUD

44 4CAE S1 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FICHE DE SYNTHESE 1/3 I - LES DIFFERENTES ENERGIES Il y a différentes énergies, permettant de faire fonctionner un objet technique : Dans un but de développement durable (développement qui répond aux besoins des générations..., sans compromettre les générations... à répondre aux leurs), celles-ci doivent être économisées. II L ENERGIE CONSOMMEE L énergie est la puissance (la puissance est la tension et la quantité d énergie par seconde nécessaires au fonctionnement d un objet technique) consommée pendant un temps donné. La référence est le... :1 Kilowatt (= 1000 W = 10 3 W) consommé en une heure. Si nous laissons un système consommant 0,5A sous 4,5V (soit 0,5 X 4,5 = 2,25W) fonctionner une heure, nous aurons consommé : 2.25 X 10-3 kwh Si nous laissons notre système fonctionner 20 min, nous aurons consommé 0.75 X 10-3 kwh ( 2.25 X 10-3 X * ) * 1 heure = 60 min III L ETIQUETTE ENERGIE L étiquette énergie, créée par..., est obligatoire pour la vente d appareils électroménagers en Europe (réfrigérateurs, congélateurs, combinés, lave-linges, lave-vaisselle, sèche-linge, fours électriques, ). Elle devient obligatoire sur d autres produits consommant de l énergie (voitures, ampoules, ). 42 E.FONTENIAUD

45 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER 4CAE S2 FICHE DE SYNTHESE 2/3 Elle renseigne les acheteurs sur... des produits, lors de leur utilisation. Cette étiquette informe également sur d autres qualités d usage (lavage, essorage, consommation d eau, etc.). : Nom du fabricant : Nom du modèle de la machine : Lettre représentative de la valeur donnée en : Consommation d électricité lors d un lavage réalisé avec le cycle «blanc 60» : Lettre représentative de la qualité de lavage : Le test est effectué en insérant des tissus marqués de différentes tâches (même tissus, même lessive et mêmes tâches pour tous les lave-linge) après un cycle «blanc 60», les tâches sont analysées. Moins il reste de tâches, meilleure est la note. : Lettre représentative de la qualité de l essorage : Après un cycle «blanc 60» différents tissus (les mêmes par tous les lave-linge) sont analysés. Plus ils sont essorés meilleure est la note. : Vitesse d essorage en tours par minute : Poids de linge maximal à insérer dans la machine lors d un cycle «blanc 60» : Quantité d eau consommée pour un cycle «blanc 60» : Bruits maximums émis par la machine lors du lavage et de l essorage IV COMPARAISON DES ENERGIES CONSOMMEES Afin de comparer des quantités d énergie que consommeront nos appareils dans le temps, il est possible d utiliser des outils de calcul comme le... Celuici permet de faire diverses opérations mathématiques (additions, multiplications, ) entre plusieurs cases d un tableau (si le contenu des cases change, le tableur refait automatiquement le calcul). Il permet également de réaliser des... représentatifs des différents calculs. 43 E.FONTENIAUD

46 4CAE S3 CI2 : CHOIX D'UN APPAREIL ELECTROMENAGER FICHE DE SYNTHESE 3/3 V GESTION DE L ENERGIE a) Les composants Un «...» permet le fonctionnement des objets de domotique. Il permet de mémoriser un..., qui lui dicte les actions qu il doit faire réaliser à ces..., en fonction des informations que lui envoient ses... C est lui qui est donc responsable de la distribution de... dans un système. ENERGIES CAPTEURS Informations AUTOMATE Energies ACTIONNEURS PROGRAMME Exemples de capteurs :... Exemples d actionneurs :... b) La régulation L automate peut être amené à faire de la régulation afin de maintenir une consigne. Exemple pour maintenir une température : La température dans la pièce doit être de 20 C : 20 C est la température de consigne donnée à l automate par l utilisateur. - Lorsque le... (exemple : thermistance) enverra... que la température est inférieure à 19 C : L automate donnera de... à... (exemple : un radiateur électrique) pour chauffer la pièce. - Lorsque le... indiquera une température supérieure à 21 C : L automate stoppera l envoi... à l actionneur. La régulation serra alors effectuée à ±1 C. 44 E.FONTENIAUD

47 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES 4CSS-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Comment réaliser une recherche efficace sur internet? ACTIVITE 2 : Au cours des siècles, a-t-on toujours répondu aux besoins du quotidien grâce aux objets techniques qui nous entourent? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Contraintes : - liées au fonctionnement - liées à la sécurité - liées à l esthétique et ergonomie - liées au développement durable Solution technique. 2 Efficacité énergétique. 2 Adaptation aux besoins et à la société. Évolution des solutions techniques : - non-mécanisées ; - mécanisées ; - automatiques ; - informatisées Mettre en relation des contraintes que l objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues. Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée. Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique. Associer l utilisation d un objet technique à une époque, à une région du globe. Comparer les choix esthétiques et ergonomiques d objets techniques d époques différentes. Repérer dans les étapes de l évolution des solutions techniques la nature et l importance de l intervention humaine à côté du développement de l automatisation. 45 E.FONTENIAUD

48 4CSS1-A1 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES UTILISATION D UN MOTEUR DE RECHERCHE FICHE D ACTIVITE 1-1/1 Pour pouvoir faire l exercice, s identifier sur le réseau du collège, puis ouvrir un navigateur internet, et entrer l URL suivante dans la barre d adresse : I Définition 1) Comment s appelle un outil tel que Google? A quoi sert-il? 2) Existe-t-il d autres moteurs de recherche? Si oui, donner 4 ou 5 noms. II Utilisation 1) Écrire dans la barre de recherche : «les fables de La Fontaine» Combien y a-t-il de résultats? 2) Quelle manipulation, option, permet d affiner les recherches? 3) Passer par les options de recherche avancée, écrire «les fables de La Fontaine» dans «Cette expression exacte». Combien y a-t-il de résultats? 4) Que peut-on déduire de la différence de résultats entre les questions 1) et 3)? 5) En s aidant toujours des options de recherche, comment faire pour que le mot Jean soit exclu de la recherche (Pour exclure tous les sites qui parlent de Jean de La Fontaine)? 6) Lorsque je trouve une ressource sur internet (texte, images,...) puis-je l utiliser librement? 7) D après la réponse précédente, dans le cadre d un exposé, quelle option est absolument nécessaire pour pouvoir utiliser les ressources trouvées? 8) Quels éléments regarder pour valider les informations trouvées? (Toutes les informations trouvées sur internet sont-elles forcement correctes?) III Conclusion Faire un résumé sur les règles à respecter pour réaliser une recherche efficace sur internet. 46 E.FONTENIAUD

49 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES LAVER LE LINGE AU COURS DES SIECLES 4CSS2A-A1 FICHE D ACTIVITE 2A - 1/3 COMMENT LAVER LE LINGE? Voici une machine à laver à électrolyse : le Haier WasH2O, qui peut laver le linge sans détergeant. Le secret du WasH2O c est l électrolyse. En mode sans détergeant il électrolyse l eau. Les salissures du linge sont attirées et retenues par les ions OH-, et le linge est stérilisé par les ions H+. AU COURS DES SIECLES, A-T-ON TOUJOURS REPONDU A CE BESOIN GRACE A UN TEL OBJET TECHNIQUE? I Réflexion personnelle 1) A quel besoin répond cet objet technique? 2) D après toi, au cours des siècles, a-t-on toujours répondu à ce besoin grâce à un tel objet technique? Pourquoi? 3) D après tes connaissances personnelles, cite des méthodes utilisées auparavant pour répondre à ce besoin? II Recherche (à l aide d internet et d un moteur de recherche) 1) Comment faisait-on au XVIIème siècle pour répondre à ce besoin? 2) Quel ancêtre de la machine à laver a été inventé en 1900? 3) En quelle année a été inventée la machine à laver que l'on trouve couramment dans nos foyers? 4) Quelles énergies sont utilisées pour faire fonctionner ces différents objets techniques? 5) Quand les différentes énergies (eau, électricité, pétrole,...) sont-elles arrivées dans les foyers Français? Quelle relation y a-t-il entre cette époque et l évolution de la machine à laver? 6) Effectue des recherches sur les différents lave-linge créés durant les 60 dernières années. Que constates-tu au niveau de l évolution des formes? 7) Quelle évolution a apporté chaque invention par rapport à la précédente? III - Conclusion Conclue en classant en 3 catégories les différents appareils découverts tout au long de ce questionnaire. Explique pourquoi ces objets ont pu évoluer. Généralise à d autres objets. IV- Compléter le diaporama pour présenter le travail au reste de la classe 1) Enregistre le fichier «Présentation.odp» dans tes documents sous le nom : «4CCS2-prénom1-prénom2.odp» 2) Complète-le à l aide de toutes tes réponses. Le sommaire peut être retravaillé, tu peux rajouter des diapositives, tu es libre de rajouter les éléments de ton choix pour cette présentation (images, enchaînements divers ) en fonction de tes capacités. V- Présenter le diaporama au reste de la classe (3 min pour présenter, il faut donc faire ressortir les informations importantes. Pensez à vous répartir le temps de parole avant l intervention) 47 E.FONTENIAUD

50 4CSS2B-A1 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES COUPER LA PELOUSE AU COURS DES SIECLES FICHE D ACTIVITE 2B - 1/3 COMMENT TONDRE LA PELOUSE? Voici la tondeuse automatique Automower. Elle est gérée par un système informatique qui lui permet de détecter : où et comment elle doit tondre. Quand il est temps de se recharger, elle se dirige d'elle-même vers sa station de charge. L'herbe est hachée si menu qu'il n'y a pas besoin de la ramasser. AU COURS DES SIECLES, A-T-ON TOUJOURS REPONDU A CE BESOIN GRACE A UN TEL OBJET TECHNIQUE? I Réflexion personnelle 1) A quel besoin répond cet objet technique? 2) D après toi, au cours des siècles, a-t-on toujours répondu à ce besoin grâce à un tel objet technique? Pourquoi? 3) D après tes connaissances personnelles, cite des méthodes utilisées auparavant pour répondre à ce besoin? II Recherche (à l aide d internet et d un moteur de recherche). 1) Comment faisait-on au XVIIème siècle pour répondre à ce besoin? 2) Quel ancêtre de la tondeuse automatique a été inventé en 1830? 3) En quelle année a été inventée la tondeuse que l'on trouve couramment dans nos jardins? 4) Quelles énergies sont utilisées pour faire fonctionner ces différents objets techniques? 5) Quand les différentes énergies (eau, électricité, pétrole,...) sont-elles arrivées dans les foyers Français? Quelle relation y a-t-il entre cette époque et l évolution de la tondeuse? 6) Effectue des recherches sur les différentes tondeuses créées durant les 60 dernières années. Que constates-tu au niveau des formes? 7) Quelle évolution a apporté chaque invention par rapport à la précédente? III - Conclusion Conclue en classant en 3 catégories les différents appareils découverts tout au long de ce questionnaire. Explique pourquoi ces objets ont pu évoluer. Généralise à d autres objets. IV- Compléter le diaporama pour présenter le travail au reste de la classe 1) Enregistre le fichier «Présentation.odp» dans tes documents sous le nom : «4CCS2-prénom1-prénom2.odp» 3) Complète-le à l aide de toutes tes réponses. Le sommaire peut être retravaillé, tu peux rajouter des diapositives, tu es libre de rajouter les éléments de ton choix pour cette présentation (images, enchaînements divers ) en fonction de tes capacités. V- Présenter le diaporama au reste de la classe (3 min pour présenter, il faut donc faire ressortir les informations importantes. Pensez à vous répartir le temps de parole avant l intervention) 48 E.FONTENIAUD

51 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES NETTOYER L HABITAT AU COURS DES SIECLES 4CSS2C-A1 FICHE D ACTIVITE 2C - 1/3 COMMENT NETTOYER L HABITAT? Voici l aspirateur automatique irobot Roomba. Il est géré par un système informatique qui lui permet de nettoyer toute la surface d une pièce sans intervention humaine. Quand il est temps de se recharger, il se dirige de lui-même vers sa station de charge. De plus, il fonctionne sans sac. AU COURS DES SIECLES, A-T-ON TOUJOURS REPONDU A CE BESOIN GRACE A UN TEL OBJET TECHNIQUE? I Réflexion personnelle 1) A quel besoin répond cet objet technique? 2) D après toi, au cours des siècles, a-t-on toujours répondu à ce besoin grâce à un tel objet technique? Pourquoi? 3) D après tes connaissances personnelles, cite des méthodes utilisées auparavant pour répondre à ce besoin? II Recherche (à l aide d internet et d un moteur de recherche) 1) Comment faisait-on au XVIIème siècle pour répondre à ce besoin? 2) Quel ancêtre de l'aspirateur irobot Roomba a été inventé en 1869? 3) Quand a été inventé l'aspirateur que l'on trouve couramment dans nos foyers? 4) Quelles énergies sont utilisées pour faire fonctionner ces différents objets techniques? 5) Quand les différentes énergies (eau, électricité, pétrole,...) sont-elles arrivées dans les foyers Français? Quelle relation y a-t-il entre cette époque et l évolution de l aspirateur? 6) Effectuer des recherches sur les différents aspirateurs créés durant les 60 dernières années. Que constate-t-on au niveau des formes? 7) Quelle évolution a apporté chaque invention par rapport à la précédente? III - Conclusion Conclue en classant en 3 catégories les différents appareils découverts tout au long de ce questionnaire. Explique pourquoi ces objets ont pu évoluer. Généralise à d autres objets. IV- Compléter le diaporama pour présenter le travail au reste de la classe 1) Enregistre le fichier «Présentation.odp» dans tes documents sous le nom : «4CCS2-prénom1-prénom2.odp» 4) Complète-le à l aide de toutes tes réponses. Le sommaire peut être retravaillé, tu peux rajouter des diapositives, tu es libre de rajouter les éléments de ton choix pour cette présentation (images, enchaînements divers ) en fonction de tes capacités. V- Présenter le diaporama au reste de la classe (3 min pour présenter, il faut donc faire ressortir les informations importantes. Pensez à vous répartir le temps de parole avant l intervention) 49 E.FONTENIAUD

52 4CSS2-A2 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES... AU COURS DES SIECLES FICHE D ACTIVITE 2-2/3 REPONSES AU QUESTIONNAIRE : (JE TRAVAILLE SUR L ACTIVITE... (A, B ou C)) 50 E.FONTENIAUD

53 4CSS2-A3 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES... AU COURS DES SIECLES FICHE D ACTIVITE 2-3/3 51 E.FONTENIAUD

54 4CAE S1 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES FICHE DE SYNTHESE 1/3 I-UTILISATION D UN MOTEUR DE RECHERCHE Internet rassemble une quantité importante de sites sur une multitude de sujets. La difficulté reste de trouver des informations sur ce que l'on recherche, dans l'ensemble des pages publiées. Pour cela il faut utiliser un moteur de recherche. Si nous avons une adresse de site internet, il n est pas nécessaire de passer par un moteur de recherche : il suffit d inscrire celle-ci dans la barre d adresse. Lors d'une recherche, nous pouvons taper un ou plusieurs mots. Le moteur va rechercher dans sa base de données les pages qui utilisent les mots entrés par l internaute, et ainsi indiquer une liste de sites internet. Selon les mots et caractères utilisés, la recherche sera plus ou moins précise, et donc, le nombre de sites internet indiqués par le moteur de recherche sera plus ou moins important. D un moteur de recherche à l autre, les symboles peuvent légèrement varier, quelques exemples : Adresse Et ou AND Par défaut ou + + ou ET ou AND Ou Non pris en compte Par défaut Par défaut ou OR Non pris en compte Par défaut ou OR ou OU Proche Non pris en compte ~ Non pris en compte Non pris en compte PROCHE ou NEAR Sauf - AND NOT ou! - ou AND NOT - - ou NOT ou SANS ou AND NOT Phrase exacte " " Prend en compte les accents? Prend en compte les majuscules? Prend en compte l ordre des mots? Oui Oui Oui Non Non Non Oui Non Oui Non La plupart des moteurs de recherche ont une option appelée «Recherche avancée», permettant d affiner la recherche. (Les fonctions affichées dans le tableau y sont également présentes). Exemple avec le moteur de recherche «google» : 52 E.FONTENIAUD

55 4CAE S2 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES FICHE DE SYNTHESE 2/3 II- L'ADAPTATION DES OBJETS TECHNIQUES A L'EVOLUTION DE LA SOCIETE L'évolution des objets techniques assurant le confort des êtres humains est liée à l'évolution des... de la société et aux moyens... disponibles (matériaux, énergies, progrès scientifiques...). Exemple : Développement des réseaux de communication Objets techniques Télégraphe de Chappe Télégraphe électrique Téléphone Téléphone à cadran Téléphone GSM Téléphone «intelligent» Solutions techniques Esthétique Ergonomie Matériaux Contexte technique - Code optique - Première mise en réseau - Peu d esthétique - Peu d ergonomie - Maçonnerie - Bois - Cuivre - Transmission du code lettre par lettre (Impulsion électriques) : A B - Peu d esthétique - Peu d ergonomie - Bois - Cuivre - Invention de la pile électrique (Volta, 1799) - Transmission électrique de la voix - Mise en relation manuelle - Apparition d une enveloppe - Forme du combiné adapté à la main - Liaison filaire entre le combiné et l appareil - Bois - Métaux - Mise en relation automatique - Couleur sobre - Formes arrondies - Forme du combiné adapté à la main -Cadran rotatif pour entrer les numéros - Liaison filaire entre le combiné et l appareil - Plastiques - Métaux - Progrès de l électrotechnique - Début du design - Codage numérique de la voix - Repérage cellulaire de la position du téléphone - Couleur sobre - Formes arrondies - Miniaturisation - Taille adaptée à la main - Touches pour entrer les numéros - Affichage des numéros sur un petit écran - Portable - Miniaturisation des composants électroniques - Écran tactile - Miniaturisation - Forme épurée - Écran tactile - Grand écran pour un meilleur affichage - Portable - Plastiques divers - Plastiques divers - Développement de l électronique et de l informatique - Développement des nanotechnologies Elle est aussi liée à l'évolution des modes de vie d'un pays, d une région. Exemple: Les bornes d'appel d'urgence : Si la borne est située loin d'une ville ou d'un village : la connexion au réseau téléphonique est réalisée avec un émetteur d'ondes radio, et l alimentation en énergie est réalisée par un panneau solaire. Si la borne est située prés d'une ville ou d'un village : la connexion au réseau téléphonique et l alimentation en énergie sont réalisées par des câbles en cuivre. 53 E.FONTENIAUD

56 4CAE S3 CI3 : LE CONFORT AU COURS DES SIECLES FICHE DE SYNTHESE 3/3 III- LES ETAPES DE L'EVOLUTION DES TECHNIQUES L'évolution des solutions techniques a permis le passage de solutions techniques où l'énergie musculaire permettait le fonctionnement des objets techniques : - Aux solutions techniques..., où le mouvement initial (fourni par de l énergie musculaire ou par une autre énergie) est transformé à l aide d un mécanisme. - Aux solutions techniques... et..., où des tâches sont effectuées et commandées par une machine programmable par l'utilisateur. IV- LES EVOLUTIONS ERGONOMIQUES ET ESTHETIQUES L'ergonomie désigne l'... des objets techniques aux utilisateurs. Cela consiste à en faciliter l'usage avec le maximum de..., d'..., de... et le minimum de fatigue ou d'efforts. L'esthétique des objets techniques renvoie aux goûts, à la mode, ou au style d'une époque donnée. Il s'agit de la fonction... V- LE POUVOIR D ACHAT ET LA CONSOMMATION L augmentation du niveau de vie permet aux individus d améliorer leur... (Le... désigne ce qui rend la vie moins pénible et plus agréable à l Homme). En France, dans les années 50 à 70, l absence de chômage, le plein emploi ainsi que l augmentation du pouvoir d achat* entrainent le développement de la société de... : Le niveau de vie augmente et permet aux ménages français de s équiper en appareils électroménagers. *pouvoir d achat : En 1954 il faut environ 2 mois de salaire (184 %) pour acheter une chaîne hifi, aujourd hui cela ne représente plus que 7,5% du salaire**, on dit qu il y a eu une augmentation du pouvoir d achat (Il faut travailler moins pour acheter un objet équivalent) (**) Base SMIG ou SMIC suivant les époques. 54 E.FONTENIAUD

57 CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE 4RPF-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : La société DOMOT+ vous demande de réaliser un prototype de maquette de maison domotique. Comment s assurer de pouvoir livrer le produit dans les temps? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Planification des activités. 2 Créer et justifier tout ou une partie d un planning. Processus de réalisation (fabrication, Compléter ou modifier un planning pour adapter la assemblage, configuration) d un objet 2 réalisation d un objet technique en fonction technique. d aléas. 55 E.FONTENIAUD

58 4RPF1-A1 CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE PLANNING PREVISIONNEL FICHE D ACTIVITE 1-1/2 La société DOMOT+ souhaite fabriquer un ensemble alarme, gestion du chauffage, de la climatisation, de la sonnette d entrée et de la lumière. Afin de présenter les différents systèmes qu elle pourra installer, l entreprise souhaite réaliser de petites maquettes publicitaires. Votre classe a été sélectionnée pour réaliser le prototype de ces maquettes. Seul un cahier des charges, l automate et les plans de la structure de la maquette sont fournis. La société vous demande tout d abord d établir un planning prévisionnel, afin d être sûr que le prototype sera bien terminé avant la fin de l année scolaire. I Opérations à réaliser Après présentation par le professeur du matériel fourni par la société DOMOT+, liste en binôme toutes les opérations que tu penses avoir à réaliser pour arriver à la maquette prête à livrer, ainsi que le temps nécessaire pour chacune d elles. II Correction en classe entière Après comparaison des résultats de toute la classe, complète le tableau suivant : Nom Désignation Durée Antériorités A H B C D E F G H I J K H H H H H H H H H H TOTAL DU TEMPS NECESSAIRE H III- Temps disponible a) De combien de temps disposons-nous pour réaliser le travail? Complète le tableau page suivante à l aide d un agenda pour répondre à cette question. 56 E.FONTENIAUD

59 4RPF1-A1 CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE PLANNING PREVISIONNEL FICHE D ACTIVITE 1-2/2 TEMPS DISPONIBLE POUR LE PROJET Sous total Date Durée H H H H H H H H Date Durée H H H H H H H H Date Durée H H H H H H H H TOTAL H b) Quelle relation doit-il y avoir entre le temps total disponible et le temps total nécessaire pour que le projet soit réalisable? Si cette relation n est pas présente dans notre cas, quelles solutions pouvons-nous envisager pour corriger le problème? IV- Planning prévisionnel a) A l aide du document ressources page 58 et du le fichier réponses «Planning.ods» disponibles sur le serveur Duke, réalise le planning prévisionnel de notre projet. b) Une fois le travail terminé, appelle le professeur pour vérification. Puis réalise une copie de ton travail sur clé USB. 57 E.FONTENIAUD

60 4RPF-R7 I - Les tâches CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE PLANNING PREVISIONNEL FICHE RESSOURCES 1/1 Il faut commencer par lister les différentes tâches, leur donner une lettre, une durée. Puis indiquer les opérations antérieures nécessaires. Faire le total du temps nécessaire. Exemple : Nom Désignation Durée Antériorité A Usinage de la pièce 1 2H00 B B Découpage des bruts 1H30 - C Usinage de la pièce 2 1H00 B D Assemblage 0H30 A et B Total 5H00 II Le temps disponible Ensuite il faut répertorier les dates dont nous disposons, avec le temps disponible à chacune d elles. Exemple : Si le temps total disponible est supérieur au temps nécessaire, il n y a pas de problème, le projet est réalisable. Dates Temps disponible 01/10 1H30 04/10 1H30 08/10 1H00 Total 4H00 Si le temps total disponible est inférieur au temps nécessaire il faudra superposer plusieurs tâches (exemple : séparer la classe en 2 équipes si deux opérations différentes peuvent être réalisées en même temps). Mais cela n est pas toujours possible à cause des antériorités. III Le planning prévisionnel Réaliser un tableau avec les opérations sur les lignes. Sur les colonnes, indiquer les dates (Une colonne = 0H30), dans l ordre de réalisation des opérations. Puis griser le temps nécessaire à chaque opération. Exemple : 01/10 04/10 08/10 A B C D Durée 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 Il faut commencer par le B (1H30) qui n a besoin d aucune opération antérieure. Ensuite, nous pouvons faire la A (2H00) et la C (1H00) en même temps (superposition des tâches). Et finir par la D (0H30) à la fin de la A. Nous aurons donc terminé le 08/10 après 1H00 de travail. Si la superposition n avait pas été possible il aurait fallu prendre l une des solutions suivantes : - Embaucher du personnel pour avoir un temps disponible plus important (exemple : accueillir d autres élèves dans la classe pendant l heure de technologie). - Sous-traiter (exemple : faire réaliser le travail par une autre classe ou par le professeur). 58 E.FONTENIAUD

61 4RPF S1 CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE FICHE DE SYNTHESE 1/2 I - LE PROCESSUS DE REALISATION D UN OBJET TECHNIQUE Un processus est un ensemble d activités qui transforment des éléments d... en éléments de..., dans le but d apporter une Exemple : Usinage des murs de la maquette Élément d entrée :... Élément de sortie :... Valeur ajoutée :... II LE PLANNING PREVISIONNEL Le planning prévisionnel est l un des outils utilisé pour... une ou plusieurs tâches d un projet dans le... a) Les différentes tâches Chaque tâche est définie par sa... Le début d'une tâche dépend, le plus souvent, de la fin d'une autre... : on parle alors d'... d'une tâche. Exemple : Nom Désignation Durée Antériorité A Usinage de la pièce 1 2H00 D B Assemblage 1H30 A C D C Usinage de la pièce 2 1H00 D D Découpage des bruts 0H30 Total 5H00 La tâche A ne peut être réalisée que si la tâche D est terminée : la tâche... sera donc antérieure à la tâche... b) Le temps disponible Le temps disponible pour un projet est le temps qu une entreprise ou équipe peut consacrer à celui-ci. Exemple : Dates Temps disponible 03/09 1H30 04/09 1H30 05/09 1H00 Total 4H00 - Si le temps total disponible est supérieur au temps nécessaire, il n y a pas de problème, le projet est E.FONTENIAUD

62 CI4 : PROSPECTION DE LA FAISABILITE 4RPF S2 FICHE DE SYNTHESE 2/2 - Si le temps total disponible est inférieur au temps nécessaire il faudra... plusieurs tâches (exemple : séparer la classe en 2 équipes si deux opérations différentes peuvent être réalisées en même temps). Mais cela n est pas toujours possible à cause des... 3) Réalisation du planning prévisionnel Griser le temps nécessaire à chaque tâche, dans l ordre de réalisation de celles-ci : attention aux antériorités! Par exemple avec les tableaux de la fiche de synthèse 1/2 : La superposition des tâches... et... permet de réaliser le projet dans le temps disponible. Si celle-ci n avait pas été possible il aurait fallu prendre une des solutions suivantes : - Demander au personnel de faire des heures... (exemple : ajouter des heures de cours). - Si le nombre d heures n est toujours pas suffisant, il faut... du personnel (exemple : accueillir d autres élèves dans la classe pendant l heure de technologie). - Si nous n arrivons toujours pas à régler le problème en interne, il faut alors... (exemple : faire réaliser le travail par une autre classe ou par le professeur). 03/09 04/09 05/09 A B C D Durée 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 0H30 III- LE PROTOTYPE (RAPPEL) Le prototype est le... exemplaire d'un produit industriel. Il permet de... ou non les solutions techniques retenues, grâce à différents... effectués sur celui-ci. Les designers, les concepteurs et éventuellement les futurs acquéreurs peuvent visualiser le prototype et apporter d'éventuelles... sur l'objet technique. 60 E.FONTENIAUD

63 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE 4CP-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Quels capteur et actionneurs choisir pour chaque pièce de la maquette? ACTIVITE 2 : Comment réaliser notre bon de commande à l aide de l ordinateur? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Représentation fonctionnelle. 1 Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l objet technique. Contraintes : - liées au fonctionnement - liées à la sécurité - liées à l esthétique et ergonomie - liées au développement durable Contraintes économiques : coût global. 1 Propriétés des matériaux : - propriétés intrinsèques (aspect physique, propriétés mécaniques, électriques, thermique) ; - aptitude à la mise en forme. Caractéristiques économiques des matériaux : - coût de mise à disposition ; - valorisation (au sens de l écologie). 2 3 Mettre en relation des contraintes que l objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues. Identifier les éléments qui déterminent le coût d un objet technique. Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon une propriété simple imposée par les contraintes que doit satisfaire l objet technique. Mettre en relation le choix d un matériau pour un 2 usage donné, son coût et sa capacité de valorisation. Chaîne d informations. Chaîne d énergie. 1 Identifier les éléments qui les composent. Acquisition de signal : saisie, lecture magnétique, optique, numérisation, utilisation de capteurs Interface. Mode de transmission avec ou sans fil Identifier les modes et dispositifs d acquisition de signaux, de données. Identifier la nature d une information et du signal qui la porte. Identifier les composants d'une interface entre chaîne d'énergie et chaîne d'informations (réels ou objets graphiques virtuels). 61 E.FONTENIAUD

64 4CP1-A1 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-1/14 La société DOMOT+ vous demande de tester différents capteurs et actionneurs qu elle vous fournie, dans le but de sélectionner ceux qui vous intéresse pour la réalisation de la pièce de la maquette qui vous est confiée. A la fin de l activité, chacun devra avoir complété son cahier de technologie. II Expériences Pour chaque expérience, il te faut obligatoirement : - Un multimètre - Une alimentation (avec 2 fiches bananes) - Une DEL (Diode électroluminescente) - Quatre câbles (rouge, noir, vert et blanc) Matériel Image Symbole Multimètre Alimentation (2 piles 1,5V = 3V) OU DEL (Diode électroluminescente) Câble électrique Les expériences ne sont pas à réaliser dans un ordre précis (certains éléments ne sont qu'en un seul exemplaire, tu dois donc attendre que les autres groupes ne les utilisent pas). Il faut demander les éléments au professeur : - Pour demander le matériel, tu dois appeler les éléments par leur nom. - Tu changes d'éléments seulement lorsque tu as fini l expérience en cours. - Tu ne dois pas échanger les éléments avec les autres groupes, les échanges se font obligatoirement par le professeur (responsabilité en cas de casse d'un élément). - Attention à respecter les branchements indiqués : Risque de casse de matériel! 62 E.FONTENIAUD

65 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI 4CP1-A2 FICHE D ACTIVITE 1-2/14 EXPERIENCE 1 : DEL (Diode électroluminescente) Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Que se passe-t-il pour la DEL? 3- La DEL réalise-t-elle une action ou détecte-t-elle un phénomène physique? Quel(le) estelle/est-il? 4- D'après ta réponse précédente, la DEL est-elle un capteur ou un actionneur? 5- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant une DEL. 6- Inverse les fils d'alimentation (Fiche d'alimentation rouge sur prise noire de la DEL et fiche d'alimentation noire sur prise rouge de la DEL). Que se passe-t-il pour la DEL? Que peux-tu en conclure pour les prochaines expériences utilisant une DEL? 63 E.FONTENIAUD

66 4CP1-A3 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-3/14 EXPERIENCE 2 : Ampoule (pré-requis : expérience 1) Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- L'ampoule réalise-t-elle une action ou détecte-t-elle un phénomène physique? Quel(le) estelle/est-il? 3- D'après ta réponse précédente, l'ampoule est-elle un capteur ou un actionneur? 4- Inverse les fils d'alimentation (Fiche d'alimentation rouge sur prise noire de l'ampoule et fiche d'alimentation noire sur prise rouge de l'ampoule). Que se passe-t-il pour l'ampoule? Y a- t-il des différences entre la DEL et l'ampoule? Si oui, quelles sont-elles? 5- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant une ampoule. 64 E.FONTENIAUD

67 4CP1-A4 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-4/14 Image EXPERIENCE 3 : Interrupteur Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Fais basculer l'interrupteur sur la position 1. Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Fais basculer l'interrupteur sur la position 0. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- Branche le multimètre à la place de la DEL (câble noir sur la borne COM, câble blanc sur la borne VΩmA et calibre sur DCV 20V). Répète les opérations des questions 2 et 3, et relève la valeur donnée par le multimètre à chaque opération. 5- Débranche ton montage, puis branche le multimètre directement sur le boîtier d'alimentation (câble noir sur la borne COM, câble rouge sur la borne VΩmA et calibre sur DCV 20V). D'après la question 4, conclus sur le fonctionnement de l interrupteur. 6- L'interrupteur réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) estelle/est-il? L'interrupteur est-il un capteur ou un actionneur? 7- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un interrupteur. 65 E.FONTENIAUD

68 4CP1-A5 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-5/14 Image EXPERIENCE 4 : Buzzer Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Une fois le câblage réalisé, que se passe-t-il pour le buzzer? 3- Le buzzer réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) estelle/est-il? 4- D'après ta réponse précédente, le buzzer est-il un capteur ou un actionneur? 5- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un buzzer. 66 E.FONTENIAUD

69 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI 4CP1-A6 FICHE D ACTIVITE 1-6/14 EXPERIENCE 5 : Barrière photoélectrique Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique (DEL témoin) 2- Mets le multimètre sur le calibre DCV 20V. Place ta main entre l émetteur (E) et le récepteur (R) de la barrière photoélectrique. Que se passe-t-il pour la DEL témoin de la barrière photoélectrique (attention l'éclairage de la DEL est très faible : Mets la main au dessus pour créer de l'ombre)? Quelle valeur donne le multimètre? 3- Enlève ta main. Que se passe-t-il pour la DEL témoin de la barrière photoélectrique (attention l'éclairage de la DEL est très faible : Mets la main au dessus pour créer de l'ombre)? Quelle valeur donne le multimètre? 4- La barrière photoélectrique réalise-t-elle une action ou détecte-t-elle un phénomène physique? Quel(le) est-elle/est-il? 5- D'après ta réponse précédente, la barrière photoélectrique est-elle un capteur ou un actionneur? 6- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant une barrière photoélectrique. 67 E.FONTENIAUD

70 4CP1-A7 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-7/14 EXPERIENCE 6 : Interrupteur à bille Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Secoue l'interrupteur à bille dans différentes positions (secoue toute la plaquette de test, pas seulement le composant : car sinon il y a un risque de casse du composant! ). Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Repose l'interrupteur à bille. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- L'interrupteur à bille réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) est-elle/est-il? 5- D'après ta réponse précédente, l'interrupteur à bille est-il un capteur ou un actionneur? 6- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un interrupteur à bille. 68 E.FONTENIAUD

71 4CP1-A8 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-8/14 EXPERIENCE 7 : Détecteur de présence Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant (Attention au câblage des 2 alimentations! ) : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Ne fais aucun mouvement à proximité du capteur. Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Fais quelques mouvements à proximité du capteur. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- Branche le multimètre à la place de la DEL (câble blanc sur la borne COM, câble vert sur la borne VΩmA et calibre sur DCV 20V). Répète les opérations des questions 2 et 3, et relève la valeur donnée par le multimètre à chaque opération. 5- Le détecteur de présence réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) est-elle/ est-il? 6- D'après ta réponse précédente, le détecteur de présence est-il un capteur ou un actionneur? 7- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un détecteur de présence. 69 E.FONTENIAUD

72 4CP1-A9 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-9/14 EXPERIENCE 8 : Interrupteur fin de course Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Appuie sur la lame métallique de l'interrupteur fin de course. Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Lâche la lame métallique de l'interrupteur fin de course. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- Débranche le câble arrivant sur la borne blanche de l'interrupteur fin de course, et branchele sur la deuxième borne blanche de l'interrupteur fin de course. Appuie sur la lame métallique de l'interrupteur fin de course. Que se passe-t-il pour la DEL? 5- Lâche la lame métallique de l'interrupteur fin de course. Que se passe-t-il pour la DEL? 6- D'après tes réponses précédentes, explique pourquoi il y a deux schémas différents pour représenter un seul élément. 7- L'interrupteur fin de course réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) est-elle/est-il? L'interrupteur fin de course est-il un capteur ou un actionneur? 70 E.FONTENIAUD

73 4CP1-A10 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-10/14 EXPERIENCE 9 : ILS (Interrupteur à Lame Souple) Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Place un aimant à proximité de l'interrupteur à lame souple. Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Éloigne l'aimant de l'interrupteur à lame souple. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- Branche le multimètre à la place de la DEL (câble noir sur la borne COM, câble blanc sur la borne VΩmA et calibre sur DCV 20V). Répète les opérations des questions 2 et 3, et relève la valeur donnée par le multimètre à chaque opération. 5- L'interrupteur à lame souple réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) est-elle/est-il? 6- D'après ta réponse précédente, l'interrupteur à lame souple est-il un capteur ou un actionneur? 7- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un interrupteur à lame souple. 71 E.FONTENIAUD

74 4CP1-A11 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-11/14 EXPERIENCE 10 : Bouton poussoir (pré-requis : expérience 3) Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2-Appuie sur le bouton poussoir. Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Relâche le bouton poussoir. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- Branche le multimètre à la place de la DEL (câble noir sur la borne COM, câble blanc sur la borne VΩmA et calibre sur DCV 20V). Répète les opérations des questions 2 et 3, et relève la valeur donnée par le multimètre à chaque opération. 5- Le bouton poussoir réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) est-elle/est-il? 6- D'après ta réponse précédente, le bouton poussoir est-il un capteur ou un actionneur? 7- Quelle différence y a-t-il entre le bouton poussoir et l'interrupteur? 8- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un bouton poussoir. 72 E.FONTENIAUD

75 4CP1-A12 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-12/14 Image EXPERIENCE 11 : Moteur Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Une fois le câblage réalisé, que se passe-t-il pour le moteur? 3- Le moteur réalise-t-il une action ou détecte-t-il un phénomène physique? Quel(le) estelle/est-il? 4- D'après ta réponse précédente, le moteur est-il un capteur ou un actionneur? 5- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant un moteur électrique de ce type. 73 E.FONTENIAUD

76 4CP1-A13 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-13/14 EXPERIENCE 12 : Photorésistance Image Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Plonge la photorésistance dans le noir complet. Que se passe-t-il pour la DEL? 3- Laisse passer de la lumière petit à petit. Que se passe-t-il pour la DEL? 4- Enlève tout les câblages. Branche le multimètre aux bornes de la photorésistance (multimètre sur le calibre 20kΩ). Répète les opérations des questions 2 et 3, et relève la valeur donnée par le multimètre à chaque opération. 5- La photorésistance réalise-t-elle une action ou détecte-t-elle un phénomène physique? Quel(le) est-elle/ est-il? 6- D'après ta réponse précédente, la photorésistance est-elle un capteur ou un actionneur? 7- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant une photorésistance. 74 E.FONTENIAUD

77 4CP1-A14 Image CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE ETUDE DU MATERIEL FOURNI FICHE D ACTIVITE 1-14/14 EXPERIENCE 13 : Thermistance Symbole 1- Réalise le câblage, et dessine le schéma électrique correspondant : Câblage à réaliser Schéma électrique 2- Réalise le câblage. Mets le multimètre sur le calibre 20kΩ. Sans toucher la thermistance : relève la valeur de la résistance affichée sur le multimètre. 3- Maintiens les doigts sur la thermistance pendant 1 minute. Relève la valeur de la résistance affichée par le multimètre. 4- Relâche la thermistance. Que remarques-tu après quelques dizaines de secondes? 5- Demande au professeur de réchauffer la thermistance à l'aide d'un sèche cheveux. Relève la résistance lue sur le multimètre. Que remarques-tu après quelques dizaines de secondes? 6- La thermistance réalise-t-elle une action ou détecte-t-elle un phénomène physique? Quel(le) est-elle/est-il? 7- D'après ta réponse précédente, la thermistance est-elle un capteur ou un actionneur? 8- Donne un exemple d'objet du commerce utilisant une thermistance. 75 E.FONTENIAUD

78 4CP2-A1 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE D ACTIVITE 2-1/1 Maintenant tu es capable de choisir le matériel dont tu as besoin pour réaliser ta pièce de la maquette, tu vas donc pouvoir le commander. Tu as à ta disposition un catalogue avec les différents éléments disponibles. Attention une seule commande est autorisée, il faut donc penser à tout. De plus, le client ne souhaite pas payer des pièces dont il n a pas besoin, tu dois donc seulement commander les éléments dont tu as réellement besoin! Tu dois t aider de ton cahier des charges (page 77 à 82 en fonction de la pièce que tu as à réaliser). I La commande a) Complète le bon de commande ci-dessous à l aide du catalogue disponible sur le serveur Duke : b) Une fois le bon de commande ci-dessus complété, connecte toi au serveur Duke, télécharge le bon de commande numérique et complète le (si un prix de produit change, le tableau doit se mettre à jour tout seul). II Envoi du bon de commande a) Imprime ton bon de commande (celui-ci doit tenir sur une feuille A4) et range le dans ton classeur (il peut être utile en cas d erreur dans ta livraison, pour prouver ce que tu as réellement commandé). b) Enregistre ton bon de commande à l endroit indiqué par le professeur pour qu il puisse le récupérer 76 E.FONTENIAUD

79 4CP2-R1 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE RESSOURCES 1/6 CAHIER DES CHARGES Pièce n 1 : Gestion du chauffage et de la climatisation Résumé de la fonction de la pièce Afin d augmenter le confort des utilisateurs, la société DOMO+ a mis en place un système qui déclenche le chauffage lorsqu il fait trop froid et la climatisation lorsqu il fait trop chaud. Le système ne déclenche ni chauffage, ni climatisation, pour une plage de températures jugée confortable pour l utilisateur (entre 20 C et 24 C)... Matériel Mur réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X105X5, avec : - Intérieur : - Détection de la température - Extérieur : - Ventilation propulsant l air extérieur à l intérieur (simulation de la climatisation) Sol réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X135X5, avec : - Forme simulant un radiateur (matériau biodégradable, d encombrement 70X50X5) sur laquelle sera fixé un éclairage de couleur rouge simulant le chauffage dans la pièce Fonctionnement - Il faut commencer par lire l élément permettant la détection de la température et l enregistrer dans la variable «temp». Ensuite : - Si la variable «temp» est supérieure à «X» il faut activer l éclairage de couleur rouge simulant le chauffage dans la pièce et éteindre la ventilation propulsant l air extérieur à l intérieur - Si la variable «temp» est inférieure à «Y» il faut désactiver l éclairage de couleur rouge simulant le chauffage dans la pièce et allumer la ventilation propulsant l air extérieur à l intérieur - Si la variable «temp» est comprise entre les deux valeurs précédentes il faut désactiver l éclairage de couleur rouge simulant le chauffage dans la pièce et la ventilation propulsant l air extérieur à l intérieur!!! Le programme doit être lu en permanence par l automate!!! 77 E.FONTENIAUD

80 4CP2-R2 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE RESSOURCES 2/6 CAHIER DES CHARGES Pièce n 2 : Sonnette automatique Résumé de la fonction de la pièce Afin d augmenter le confort des utilisateurs, la société DOMO+ supprime les sonnettes classiques où l utilisateur doit appuyer sur un bouton poussoir, et remplace cela par un système où il suffit à l utilisateur de passer entre 2 points, placés à quelques centimètres de la porte pour que la sonnette déclenche automatiquement. Matériel Mur réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X105X5, avec : - Une porte de 40X80 mm permettant la communication entre l intérieur et l extérieur - Intérieur : - Élément permettant de jouer une petite mélodie agréable à l oreille - Extérieur : - Devant la porte : Barrière virtuelle envoyant un signal lorsqu elle est coupée Sol réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X135X5 Fonctionnement - Si la barrière virtuelle est coupée : allumer l élément permettant de jouer une petite mélodie agréable à l oreille pendant 10 secondes - Si la barrière virtuelle n est pas coupée : éteindre l élément permettant de jouer une petite mélodie agréable à l oreille!!! Le programme doit être lu en permanence par l automate!!! 78 E.FONTENIAUD

81 4CP2-R3 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE RESSOURCES 3/6 CAHIER DES CHARGES Pièce n 3 : Alarme volumétrique Résumé de la fonction de la pièce Afin d augmenter la sécurité des utilisateurs et d avertir le voisinage d un éventuel cambriolage, la société DOMO+ a mis en place un système qui déclenche une alarme lorsque qu une personne réalise un déplacement à l intérieur de la maison. Matériel Mur réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X105X5, avec : - Intérieur : - Détection d un mouvement dans un volume donné - Un élément permettant à l utilisateur, par un simple appui, d activer ou non l alarme Sol réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X135X5 Fonctionnement - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme est sur 0 : désactiver l élément permettant de réaliser le son d une alarme (situé dans la pièce n 6) et l éclairage rouge simulant un gyrophare (situé dans la pièce n 4) - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme est sur 1 : attendre 5 seconde. Ensuite : - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme n est plus sur 1 : désactiver l élément permettant de réaliser le son d une alarme (situé dans la pièce n 6) et l éclairage rouge simulant un gyrophare (situé dans la pièce n 4) - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme est toujours sur 1 et qu il y a détection d un mouvement : activer l élément permettant de réaliser le son d une alarme (situé dans la pièce n 6) et l éclairage rouge simulant un gyrophare (situé dans la pièce n 4) jusqu à ce que l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme soit sur 0!!! Le programme doit être lu en permanence par l automate!!! 79 E.FONTENIAUD

82 4CP2-R4 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE RESSOURCES 4/6 CAHIER DES CHARGES Pièce n 4 : Alarme périmétrique (bris de glace) Résumé de la fonction de la pièce Afin d augmenter la sécurité des utilisateurs et d avertir le voisinage d un éventuel cambriolage, la société DOMO+ a mis en place un système qui déclenche une alarme lorsque qu une vitre de la maison est brisée. Matériel Mur réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X105X5, avec : - Une fenêtre de 60X45 mm placée dans le mur (une petite pression sur celle-ci doit la détacher du mur). - Intérieur : - Sur la fenêtre : Élément permettant la détection d un choc sur la vitre (ou détection de sa chute) - Extérieur : - Un éclairage rouge simulant un gyrophare Sol réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X135X5 Fonctionnement - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme (situé dans la pièce 3) est sur 0 : désactiver l élément permettant de réaliser le son d une alarme (situé dans la pièce n 6) et l éclairage rouge simulant un gyrophare. - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme est sur 1 et qu il y a détection d un choc sur la vitre (voir même détection de sa chute) : activer l élément permettant de réaliser le son d une alarme (situé dans la pièce n 6) et l éclairage rouge simulant un gyrophare jusqu à ce que l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme (situé dans la pièce 3) soit sur 0.!!! Le programme doit être lu en permanence par l automate!!! 80 E.FONTENIAUD

83 4CP2-R5 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE RESSOURCES 5/6 CAHIER DES CHARGES Pièce n 5 : Économie d énergie : gestion de la lumière Résumé de la fonction de la pièce Afin de réaliser des économies d énergie, la société DOMO+ a mis en place un système qui interdit l allumage de l éclairage dans la maison lorsque l intensité lumineuse extérieure est suffisante pour éclairer naturellement la pièce : Si vous allumez la lumière alors que l éclairage extérieur est suffisant, il ne se passera rien. Mais lorsque la lumière extérieure deviendra insuffisante, l éclairage s allumera automatiquement. Matériel Mur réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X105X5, avec : - Intérieur : - Deux éclairages de couleur jaune - Un élément permettant à l utilisateur, par un simple appui, d autoriser ou non l allumage de l éclairage - Extérieur : - Détection de l intensité lumineuse Sol réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X135X5 Fonctionnement - Si l élément permettant à l utilisateur d autoriser l allumage de l éclairage est sur 0 : désactiver l éclairage. - Si l élément permettant à l utilisateur d autoriser l allumage de l éclairage est sur 1 : il faut lire l élément permettant la détection de l intensité lumineuse et l enregistrer dans la variable «lumière». Ensuite : - Si la variable «lumière» est supérieure à «180» activer l éclairage. - Si la variable «lumière» est inférieure à «180» désactiver l éclairage.!!! Le programme doit être lu en permanence par l automate!!! 81 E.FONTENIAUD

84 4CP2-R6 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE BON DE COMMANDE FICHE RESSOURCES 6/6 CAHIER DES CHARGES Pièce n 6 : Alarme périmétrique (intrusion par la fenêtre) Résumé de la fonction de la pièce Afin d augmenter la sécurité des utilisateurs et d avertir le voisinage d un éventuel cambriolage, la société DOMO+ a mis en place un système qui déclenche une alarme lorsque qu une fenêtre de la maison est ouverte. Matériel Mur réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X105X5, avec : - Une fenêtre de 60X45 mm placée dans le mur (en deux parties de 30X45 mm qui pourront s ouvrir et se fermer). - Sur la fenêtre et à l intérieur - Élément permettant la détection de l ouverture de l une des deux fenêtres - Intérieur : - Élément permettant de réaliser le son d une alarme Sol réalisé dans un matériau biodégradable, d encombrement 265X135X5 Fonctionnement - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme (situé dans la pièce 3) est sur 0 : désactiver l élément permettant de réaliser le son d une alarme et l éclairage rouge simulant un gyrophare (situé dans la pièce n 4). - Si l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme (situé dans la pièce 3) est sur 1 et qu il y a détection de l ouverture de la fenêtre droite ou de la fenêtre gauche : activer l élément permettant de réaliser le son d une alarme (situé dans la pièce n 6) et l éclairage rouge simulant un gyrophare jusqu à ce que l élément permettant à l utilisateur d activer ou non l alarme (situé dans la pièce 3) soit sur 0.!!! Le programme doit être lu en permanence par l automate!!! 82 E.FONTENIAUD

85 4CP S1 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE FICHE DE SYNTHESE 1/2 I LES CAPTEURS Un système en fonctionnement modifie son environnement. Ces modifications peuvent être vues par le système à l'aide de.... Ceux-ci transforment alors une information physique en un signal électrique. CAPTEUR Informations... Signal... Cette information électrique peut être de différentes natures : a) Signal numérique Un signal numérique est un signal qui ne peut prendre que 2 valeurs. (0 ou 1) Exemples de capteurs numériques : CAPTEUR ÉLEMENT DETECTE EXEMPLE D UTILISATION Fin de course Capteur à bille Capteur infrarouge b) Signal analogique Un signal analogique est un signal qui peut prendre une multitude de valeurs. Exemples de capteurs analogiques : CAPTEUR ÉLEMENT DETECTE EXEMPLE D UTILISATION Photorésistance Thermistance 83 E.FONTENIAUD

86 CI5 : CONCEPTION PRELIMINAIRE 4CP S2 FICHE DE SYNTHESE 2/2 II LES ACTIONNEURS Afin de modifier son environnement, un système commande des éléments en leur envoyant de l énergie afin qu ils réalisent les actions souhaitées. Ces éléments sont appelés des ACTIONNEURS... Exemples d actionneurs : ACTIONNEUR ACTION REALISEE EXEMPLE D UTILISATION Ampoule Buzzer Moteur III LES MATERIAUX (RAPPEL) Un matériau est une matière d origine naturelle ou artificielle que l Homme façonne pour en faire des objets. Il en existe de plusieurs familles : MATÉRIAU MÉTALLIQUE Issu des mines exploitées par l Homme. On peut les trouver à l état brut. Exemple : Fer, cuivre, or, argent,... Un alliage est une combinaison réalisée par l Homme, d un métal avec un ou plusieurs autres éléments dans le but d en améliorer les propriétés. Exemples : Laiton (cuivre+zinc), bronze (cuivre+étain),... Exemples : Pépite d or Boite de conserve MATÉRIAU COMPOSITE Exemples : Association de matériaux des précédentes familles dont les propriétés se complètent, ces matériaux sont juxtaposés (à l inverse Béton armé des alliages ces matériaux ne se mélangent pas). Exemples : - Béton armé : ciment + sable + acier Fibre de - Fibre de carbone : fibre tressée + résine carbone MATÉRIAU ORGANIQUE Exemples : MATÉRIAU CÉRAMIQUE Exemples : Fabriqué par les êtres vivants : végétaux, animaux, ou micro-organismes. Contient du carbone. Plastique Obtenu à partir de terre qui a subi une transformation irréversible au cours d une cuisson à température plus ou moins élevée. Verre Exemples : bois, coton, laine, caoutchouc, plastique, cuir,... Exemple : le verre est obtenu par fusion du quartz contenu dans le sable Laine Porcelaine 84 E.FONTENIAUD

87 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO 4CFAO-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Comment fabriquer les différents éléments du prototype? ACTIVITE 2 : Comment réaliser les usinages à l aide de la fraiseuse à commandes numériques? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités Solution technique. 3 Choisir et réaliser une solution technique. Propriétés des matériaux : - propriétés intrinsèques (aspect physique, propriétés mécaniques, électriques, thermique) ; - aptitude à la mise en forme. Poste de travail Règles de sécurité. Contraintes liées aux procédés et modes de fabrication : -formes possibles, -précision accessible. Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation. Processus de réalisation (fabrication, assemblage, configuration) d un objet technique. 2 Mettre en place et interpréter un essai pour mettre en évidence une propriété électrique ou thermique donnée. Vérifier la capacité de matériaux à satisfaire une 1 propriété donnée. Identifier et classer les contraintes de 2 fonctionnement, d utilisation, de sécurité du poste de travail. 3 Organiser le poste de travail Énoncer les contraintes techniques liées à la mise en œuvre d un procédé de réalisation. Mettre en relation des caractéristiques géométriques d un élément et son procédé de réalisation. Préparer un protocole de test et/ou de contrôle en fonction des moyens disponibles. Effectuer un contrôle qualité de la réalisation pour chaque opération importante. Réaliser tout ou une partie du prototype ou de la maquette d un objet technique. 85 E.FONTENIAUD

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89 4CFAO1-A1 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO CFAO ET IMPLANTATIONS DE COMPOSANTS FICHE D ACTIVITE 1-1/2 La société DOMOT+ vous fournit les plans du mur et du socle de votre pièce, ainsi que le matériel que vous avez commandé. Comment réaliser le mur et son socle? I Présentation de la CFAO Regarde les deux vidéos qui vous sont présentés, et réponds au questionnaire : 1-Pourquoi les processus de production ont-ils évolué? 2-Quelles sont les différentes étapes de création d'un produit? Que veut dire C.F.A.O.? 4-Que peut-on faire avec la C.F.A.O.? Quels sont ses avantages? Quelle étape la CAO permet-elle de supprimer? Comment? 87 E.FONTENIAUD

90 4CFAO1-A2 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO CFAO ET IMPLANTATIONS DE COMPOSANTS FICHE D ACTIVITE 1-2/2 7-A ton avis qu'est ce que «l'ergonomie des postes de travail»? 88 E.FONTENIAUD

91 4CFAO2-A1 I La partie opérative CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE D ACTIVITE 2-1/3 a) Regarde les fichiers d aides présents sur le serveur Duke, et compléte le schéma suivant : II Les différentes parties d une M.O.C.N. a) Quelle est la signification de M.O.C.N.? b) Regarde les fichiers d aides présents sur le serveur Duke, et compléte le schéma suivant, indiquant les deux parties d une M.O.C.N. 89 E.FONTENIAUD

92 4CFAO2-A2 III Les axes CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE D ACTIVITE 2-2/3 a) La machine peut se déplacer en translation selon 3 axes. Indiquer le nom de chacun des axes sur les deux vues suivantes : b) Comment s appellent les mouvements réalisés selon ces trois axes? c) Comment s appelle le mouvement réalisé par l outil? d) De quoi dépend la vitesse de ces mouvements? e) Dessine en rouge l'équerre permettant de déterminer l'origine pièce (permettant de positionner la pièce) f) Dessine la pièce en jaune g) Trace en vert les axes de déplacement de la machine et indiquer leur nom. h) Trace en bleu les axes permettant de calculer les coordonnées d'un point sur la pièce et indique leur nom (note OP pour Origine Pièce). 90 E.FONTENIAUD

93 4CFAO2-A3 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE D ACTIVITE 2-3/3 IV Réalisation d un programme d usinage a) Connecte toi au serveur Duke, et enregistre le fichier «Pièce_x.zip» dans «Mes documents». Puis décompresse ce dossier. b) Ouvre le logiciel «GCFAO» c) Va dans «Fichier», puis «Ouvrir». Pour finir, va dans «Mes documents», sélectionne un des fichiers de la pièce de maquette confiée à ton groupe et clique sur «Ouvrir». d) Puis bascule en mode «FAO», et réalise le fichier d usinage à l aide de document ressources. Pense à enregistrer régulièrement le travail! e) Réalise la simulation d usinage. Puis la présente au professeur. f) Répète les opérations a) à f) pour les autres éléments de la pièce de la maquette. g) Enregistre le fichier d usinage à l emplacement indiqué par le professeur. V Usinage Réalise l usinage avec l aide du professeur. VI Contrôle Contrôle les pièces à l aide d outils de mesure adaptés. 91 E.FONTENIAUD

94 4CFAO2-R1 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE RESSOURCES 1/5 A - MODULE DE CONCEPTION ASSISTEE PAR ORDINATEUR (CAO) 1. Exécute «GCFAO». 2. Ouvre le dessin de la pièce. Pour aider dans la réalisation du dessin, le logiciel propose d afficher une grille. Le pas de grille est la dimension séparant chacun des traits de la grille, il est de 10 mm. Outils de dessin Zone de dessin 3. Il est possible de modifier le dessin à l aide des outils de dessin pour ajouter de formes à usiner. Pour se faire il faut utiliser le bouton droit pour faire apparaître les propriétés d une forme ou pour lui appliquer les différentes transformations possibles : POUR CET EXECICE IL N Y A RIEN A RAJOUTER 4. Enregistre le travail (nom de fichier *.grl). 92 E.FONTENIAUD

95 4CFAO2-R2 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE RESSOURCES 2/5 B - MODULE DE FABRICATION ASSISTEE PAR ORDINATEUR (FAO) 1. Passe dans le module de FAO en cliquant sur l icône : 2. Choisis le matériau, puis rentre les dimensions du brut que tu vas utiliser pour l usinage (dimensions de la matière première que tu as commandé) 3. Le dessin réalisé dans le module CAO apparaît. 4. Il faut maintenant définir les usinages : - Clique sur un contour à usiner - Clique droit - Le bouton «Créer un nouvel usinage» : Clique dessus - Dans outils à fraiser, choisis «14 fraise 2 tailles D=2mm», et clique sur suivant : 93 E.FONTENIAUD

96 4CFAO2-R3 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE RESSOURCES 3/5 5. La fenêtre suivante apparaît : 6. Règle la profondeur d usinage (épaisseur du matériau qui doit être enlevée). Clique sur découpe dans le cas ou la matière doit être enlevée sur toute la hauteur. 7. Sélectionner le type d usinage : - Choisis Centre outil si tu souhaite que l outil passe sur le trait du dessin - Choisis Contournage extérieur si tu souhaite que l outil passe à l extérieur du trait - Choisis Contournage intérieur si tu souhaite que l outil passe à l intérieur du trait - Choisis Cycle de poche si tu souhaite enlever de la matière sur toute la surface d une forme. Exemples d usinages sur un porte-clés : 8. Clique sur suivant. 94 E.FONTENIAUD

97 4CFAO2-R4 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE RESSOURCES 4/5 9. La fenêtre suivante apparaît : La profondeur de passe maximum est de 2 mm. Les vitesses de broche et vitesse de descente doivent être acceptées telles que le logiciel les propose (réglées grâce au matériau précédemment choisi). 10. Cliquer sur Terminer, les usinages apparaissent à l écran C - SIMULATION 1. Réalise une simulation en cliquant sur l icône : 2. Vérifie la récapitulation des usinages proposée par le logiciel et clique sur OK : 95 E.FONTENIAUD

98 4CFAO2-R5 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO USINAGE ET CONTROLE FICHE RESSOURCES 5/5 3. Choisis une simulation réaliste 4. Clique sur le bouton vert pour lancer la simulation 5. La simulation s effectue jusqu au résultat final 6. Enregistre le travail 96 E.FONTENIAUD

99 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO 4CFAO-S1 FICHE DE SYNTHESE 1/4 I LA REALISATION EN TOUTE SECURITE En phase de réalisation il est important de suivre un certain nombre de consignes de sécurité, afin d éviter tout accident lors de l utilisation d outils ou de machines. Il existe des consignes de sécurité qu'on peut qualifier de générales, comme par exemple réfléchir avant d agir, organiser son poste de travail, porter une tenue appropriée, ne pas se bousculer autour des machines,... Il y a également des consignes de sécurité propres à chaque machine, qu il est impératif de connaitre avant de l utiliser. Elles sont données sous forme de pictogrammes et consignées dans une fiche de sécurité liée à la machine qui va être utilisée. Exemple : Thermoplieuse : Ne pas approcher ses doigts du fil chauffant, porter des gants de protection, suivre l ordonnancement des consignes... DANGER II - ORGANISATION DU POSTE DE TRAVAIL Le poste de travail est organisé pour assurer un accès facile à la pièce à fabriquer, à la machine, à l outillage et aux documents d information. Pour réduire la fatigue de l opérateur, le plan de travail est divisé en plusieurs zones : ZONE 2 On y place les documents d informations ZONE 3 On y place les éléments les moins utilisés ZONE 1 On y place la pièce à fabriquer et l outillage le plus utilisé 97 E.FONTENIAUD

100 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO 4CFAO-S2 FICHE DE SYNTHESE 2/4 III - CFAO Apparue dans les années 1970 avec l'introduction des machines-outils à commande numérique (MOCN), la conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO) est la synthèse de la CAO et de la FAO. A partir de l'idée d'un objet technique, on réalise un dessin à l'aide d'un logiciel de conception (CAO). La forme à usiner est sélectionnée à partir de ce dessin, on définit alors l'usinage : l'outil, la profondeur de passe, les vitesses... Au final le logiciel de FAO convertit le dessin en fichier d'usinage qui va servir à piloter la MOCN. IV USINAGES POSSIBLES AVEC UNE FRAISEUSE A COMMANDE NUMERIQUE - Perçage d'un trou au diamètre du foret. - Gravure : Permet d'enlever une fine couche de matière à l'aide d'une pointe à graver. - Fraisage : Contournage intérieur ou extérieur, usinages de volumes en creux (une poche) ou en relief. Au cours du fraisage, l'outil, appelé fraise est animé d'un mouvement de rotation (Vc : vitesse de coupe), la pièce est animée d'un mouvement d'avance (Ma). Les différentes vitesses (coupe en tr/mn et avance en m/mn) dépendent du matériau usiné et de l'outil. 98 E.FONTENIAUD

101 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO 4CFAO-S3 FICHE DE SYNTHESE 3/4 V CONTRAINTES DE FABRICATION Le procédé de réalisation utilisé (perçage, fraisage, tournage, moulage ) est fonction de contraintes de réalisation. Ces contraintes peuvent être liées à la forme, aux dimensions, au matériau utilisé,... Exemple 1 : Contraintes liées à la forme désirée dans une pièce de bois Découpe de bois à la scie égoïne Découpe de bois en rond avec une scie à cloche Découpe de bois avec une scie sauteuse Exemple 2 : Différents procédés de construction en fonction du matériau choisi Fabrication en matériau composite par moulage Fabrication en bois par assemblage collé Fabrication en aluminium par assemblage soudé Ces contraintes peuvent également être liées à la précision de l objet à réaliser : Les dimensions des formes à réaliser sont notées avec une tolérance plus ou moins précise selon l objet. La tolérance permet de définir une dimension minimum et une dimension maximum. Toutes les pièces dont les mesures seront comprises entre ces deux valeurs seront bonnes. 99 E.FONTENIAUD

102 CI6 : REALISATION A L AIDE DE LA CFAO 4CFAO-S4 FICHE DE SYNTHESE 4/4 VI CONTROLE Quand on parle de tolérance, on parle de contrôle et de validation des pièces. Pour vérifier le respect des cotes (ou des «spécifications» particulières), on utilise un protocole de test avec des outils de contrôle spécifique. Caméra thermique Pied à coulisse Thermomètre Multimètre Balance Anémomètre VII-RAPPELS La réalisation d un objet technique (nouveau) passe par plusieurs étapes successives : A partir d un cahier des charges, le choix des solutions techniques est fait pendant la phase d étude. Les solutions retenues sont validées grâce à la réalisation de prototype, très souvent numérique. Les prototypes sont testés, puis l un d entre eux est validé. C est lui qui permet de passer à la phase d industrialisation. On prépare et organise tout (atelier, stock, outillage ) pour passer à la fabrication (unitaire ou en série). Les produits sont enfin contrôlés puis validés en fin de chaîne. ANALYSE DU BESOIN ETUDES PRÉALABLE INDUSTRIALISATION PRODUCTION (Cahier des charges) (Réalisation numérique et prototype) (Gammes de fabrication, zone de travail et outillage) (Fabrication unitaire ou en série) 100 E.FONTENIAUD

103 CI7 : AUTOMATISATION 4AUT-P PROBLEMATIQUES ACTIVITE 1 : Comment fonctionne un appareil de domotique? ACTIVITE 2 : Comment programmer un appareil de domotique? Parties du programme vues dans ces activités : Connaissances Niveau Capacités 1 Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l objet technique. Associer à chaque bloc fonctionnel les 2 Représentation fonctionnelle. composants réalisant une fonction. Établir un croquis du circuit d alimentation 3 énergétique et un croquis du circuit informationnel d un objet technique. Repérer, à partir du fonctionnement d un système automatique la chaîne : -d informations (acquérir, 1 Chaîne d informations. Chaîne d énergie. traiter, transmettre) ; -d énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre). 1 Identifier les éléments qui les composent. Identifier les étapes d un programme de 1 commande représenté sous forme graphique. Traitement du signal : algorithme, Modifier la représentation du programme de organigramme, programme. 2 commande d un système pour répondre à un besoin particulier et valider le résultat obtenu. Commande d un objet technique et logique 2 Identifier une condition logique de commande. combinatoire de base : ET, OU, NON. Contraintes liées aux procédés et modes de fabrication : -formes possibles, -précision accessible. Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation. 3 Effectuer un contrôle qualité de la réalisation pour chaque opération importante. 101 E.FONTENIAUD

104 4AUT1-A1 CI7 : AUTOMATISATION SYSTEME AUTOMATIQUE FICHE D ACTIVITE 1-1/3 Nous avons étudié l évolution des réponses aux différents besoins de l Homme, comme par exemple l aspirateur automatique pour nettoyer l habitat. MAIS COMMENT FONCTIONNE UN PAREIL SYSTEME? I Analyse du système automatisé Voici deux vues représentant le robot : Vue en perspective complète Vue en perspective sans la platine supérieure c) Les roues servent à déplacer le robot. Colorie en rouge les pièces qui servent à entrainer les roues. Comment s appellent ces pièces? d) Colorie en vert les pièces qui permettent au robot de «savoir» quand il faut changer de direction. Comment s appellent ces pièces? e) Colorie en noir les pièces qui permettent de fournir de l énergie au robot. Comment s appellent ces pièces?... f) Colorie en bleu l ensemble des pièces qui servent à donner des ordres au robot. Comment s appelle cet ensemble de pièces? II - Observation du fonctionnement a) Observe le fonctionnement du robot «ornithorynque», prends soin du robot et attends ton tour si des camarades te gênent. 102 E.FONTENIAUD

105 4AUT1-A2 CI7 : AUTOMATISATION SYSTEME AUTOMATIQUE FICHE D ACTIVITE 1-2/3 b) Décris le fonctionnement du robot en quelques lignes, en essayant d être le plus compréhensible possible et en citant les éléments que tu as coloriés dans les questions du I. Dessine sa trajectoire. Trajectoire : III Conclusion a) Pour faciliter la compréhension, on peut remplacer ce texte par un schéma normalisé, du type suivant : Acquérir une information Capteurs Traiter les informations Automate + composants électroniques Transmettre les ordres aux actionneurs Fils/ondes/... Alimenter l ensemble Convertir l énergie électrique en une autre énergie Transmettre le mouvement précédemment créé ACTION RÉALISÉE Alimentation Actionneurs Pièces ou ensemble de pièces 103 E.FONTENIAUD

106 4AUT1-A3 CI7 : AUTOMATISATION SYSTEME AUTOMATIQUE FICHE D ACTIVITE 1-3/3 c) Complète ce schéma à l aide de ton texte (a) et de l exemple (b) Acquérir une information Traiter les informations Transmettre les ordres aux actionneurs Alimenter l ensemble Convertir l énergie électrique en une autre énergie Transmettre le mouvement précédemment créé d) Qu est-ce qui circule entre les différentes étapes du rectangle supérieur? Qu est-ce qui circule entre les différentes étapes du rectangle inférieur? IV Application à un autre système a) Observe le document ressources «Fonctionnement de la carte» b) Complète ce schéma pour la maquette de maison domotique à l aide de tes réponses précédentes (s aider de la réponse III-d pour le nom des chaînes). Chaîne d... Acquérir une information Traiter les informations Transmettre les ordres aux actionneurs Alimenter l ensemble..... Chaîne d... Convertir l énergie électrique en une autre énergie..... Transmettre le mouvement précédemment créé E.FONTENIAUD

107 4AUT1-R1 CI7 : AUTOMATISATION SYSTEME AUTOMATIQUE FICHE RESSOURCES 1/1 FONCTIONNEMENT DE LA CARTE PICAXE 105 E.FONTENIAUD

108 4AUT2-A1 CI7 : AUTOMATISATION PROGRAMMATION GRAPHIQUE FICHE D ACTIVITE 2-1/3 Système étudié Capteur portail fermé (Fermé) Gyrophare (Gyro) Organigramme correspondant Barrière infrarouge (Infra) Moteurs (Ouverture : Mot_open) (Fermeture : Mot_close) Capteur portail ouvert (Ouvert) Télécommande d ouverture du portail (Telec) (Les mots entre parenthèses sont les mots clés à utiliser dans l organigramme) I Les différentes étapes dans un programme Sur le diagramme ci-dessus : a) Entoure en rouge l étape de départ b) Entoure en vert les étapes d actions c) Entoure en bleu les étapes de tests II Fonctionnement d un automate D après l organigramme, décris le fonctionnement du portail sur une feuille. III Modification d un programme a) Pour plus de sécurité, le portail doit s arrêter et se rouvrir si une voiture est détectée par la barrière infrarouge lors de la fermeture. Réalise le nouvel organigramme page suivante. b) Afin de prévenir les personnes proches du portail que celui-ci réalise une action, le gyrophare doit s allumer lors de l ouverture et de la fermeture du portail. Réalise le nouvel organigramme page suivante, en prenant toujours en compte la barrière infrarouge. IV Programmation de la maquette de maison domotique Réalise le diagramme correspondant au cahier des charges de la pièce de la maquette qui est confiée à l îlot. Après vérification par le professeur, réalise ce diagramme à l aide du logiciel «PICAXE programming editor» et programme l automate. 106 E.FONTENIAUD

109 4AUT2-A2 Organigramme : CI7 : AUTOMATISATION PROGRAMMATION GRAPHIQUE FICHE D ACTIVITE 2-2/3 107 E.FONTENIAUD

110 4AUT2-A3 Organigramme : CI7 : AUTOMATISATION PROGRAMMATION GRAPHIQUE FICHE D ACTIVITE 2-3/3 108 E.FONTENIAUD

111 4AUT2-R1 CI7 : AUTOMATISATION PROGRAMMATION GRAPHIQUE FICHE RESSOURCES 1/3 I - La programmation graphique Etape de départ (Elle est obligatoire) Etapes d actions : Mettre en fonctionnement un actionneur (au niveau logique «haut» = high) Etape d action : Arrêter un actionneur (au niveau logique «bas» = low) Etape de test d un capteur numérique (pin) : Est-ce-que le capteur envoi un signal? (est-il au niveau logique 1?) Deux réponses possibles Oui (Yes) Non (No) Etapes de test d un capteur analogique (var) : Lire le capteur analogique (numéroté 0, 1, 2 ou 3) et enregistrer la valeur lue dans la variable v (le nom de la variable, ici «v», peut être choisi mais ne doit comporter ni espace, ni accent) Est-ce-que la variable v est à la valeur X? Deux réponses possibles Oui (Yes) Non (No) - X est codé entre 0 et Possibilité de mettre les signes <, = et > pour réaliser ce test) Temporisation (pause) en secondes ("pause" crée une temporisation en ms.) 109 E.FONTENIAUD

112 4AUT2-R2 II - Ouvrir le logiciel PICAXE CI7 : AUTOMATISATION PROGRAMMATION GRAPHIQUE FICHE RESSOURCES 2/3 Pour démarrer le logiciel, double-cliquer sur l icône du bureau : III - Le logiciel PICAXE Nouveau logigramme Ouvrir un fichier existant Sauvegarder le fichier en cours Une fois le programme réalisé : Simuler le programme Charger le programme dans l automate Accéder aux temporisations Accéder aux étapes de tests Accéder aux étapes actions Raccorder les blocs Se déplacer dans la zone Zoom +/- Zoom par fenêtre Sélection par zone Sélection 110 E.FONTENIAUD

113 4AUT2-R3 CI7 : AUTOMATISATION PROGRAMMATION GRAPHIQUE FICHE RESSOURCES 3/3 ENTREES ET SORTIES DE LA CARTE PICAXE 111 E.FONTENIAUD

114 CI7 : AUTOMATISATION 4AUT-S1 FICHE DE SYNTHESE 1/4 I - LES SYSTEMES AUTOMATIQUES Un système est constitué d'un ensemble d'éléments qui agissent les uns sur les autres et sont organisés pour réaliser une fonction d'usage. Un système a besoin d'énergie et d'informations pour agir. Un système automatique n'a pas besoin de l'intervention de l'homme pendant son fonctionnement : «On dit qu'il fonctionne tout seul.» Exemple : Un ascenseur utilise de l'énergie électrique qui est transformée en énergie mécanique pour déplacer la cabine. Ce système a besoin d'informations pour connaître la destination et la position de la cabine. La cabine se déplace, et s'arrête à l'étage voulu puis les portes s'ouvrent; le tout se fait automatiquement. Un pareil système est constitué de deux parties : Informations Chaîne d'information (DECIDER) Chaîne d'énergie (EXECUTER) Ordres LA CHAINE D'INFORMATION : Prend les décisions selon les tâches que le système doit réaliser et à partir des informations qu'elle reçoit : Elle reçoit des informations et envoie des ordres. LA CHAINE D'ENERGIE : Transforme l'énergie pour obtenir l'action voulue selon les ordres de la chaîne d information : Elle fournit des informations et exécute des ordres. Soit : Consignes de l'utilisateur Énergie utile Informations (comptes rendus) Chaîne d'information Décider Ordres à exécuter Chaîne d'énergie Exécuter Informations vers l'utilisateur Matière d'œuvre à l'état initial FONCTION DU SYSTEME Matière d'œuvre à l'état final 112 E.FONTENIAUD

115 CI7 : AUTOMATISATION 4AUT-S2 FICHE DE SYNTHESE 2/4 II CHAINE D INFORMATION Elle peut se décomposer en plusieurs étapes qui indiquent comment le système décide des tâches à faire réaliser à la chaîne d énergie, en fonction des informations qu elle récolte : Acquérir l information Traiter l information Communiquer l information III CHAINE D ENERGIE Elle peut se décomposer en plusieurs étapes qui indiquent comment le système exécute une action en fonction des ordres reçus : Alimenter Convertir Transmettre IV AS-TU COMPRIS? Voici la représentation d un portail automatisé. Complète les cases du schéma ci-dessous avec le nom des étapes et ajoute en dessous le nom des éléments assurant ces étapes : Barrière photoélectrique Boîtier de commande Raccord au réseau EDF Câbles Crémaillère Moteur Chaîne d Chaîne d E.FONTENIAUD

116 CI7 : AUTOMATISATION 4AUT-S3 V TRAITEMENT DE L INFORMATION FICHE DE SYNTHESE 3/4 Le traitement de l information consiste à décider des ordres à envoyer en fonction des informations reçues. Dans les systèmes simples le traitement dépend uniquement du choix et de l assemblage de composants, le fonctionnement ne peut alors pas être modifié. Mais, les systèmes intègrent de plus en plus des composants programmables, le fonctionnement dépend alors du programme (ensemble d instructions décrivant le fonctionnement attendu). Exemple d automate programmable capable de réaliser un traitement d information : Le microcontrôleur est un composant programmable ayant une structure très proche de celle de l ordinateur. Il contient dans sa mémoire le programme qu il exécute pour faire fonctionner le système. Le programme est élaboré par l Homme puis placé en mémoire, il peut être modifié sans intervenir sur la structure du système. VI LE PROGRAMME Réaliser un programme demande d utiliser un langage. Il existe divers langages de programmation selon les microcontrôleurs utilisés : Un langage emploie des instructions, des conditions, des répétitions et des règles d écriture. L algorithme L organigramme Le Grafcet Le code binaire Suite logique d'actions à effectuer dans un ordre déterminé en fonction de conditions. Pour du thé, il faut : - Prendre une casserole - La remplir d'eau - Faire chauffer l'eau - Si l'eau bout, éteindre le feu - Sinon continuer à chauffer Représentation graphique de l'algorithme. Autre représentation graphique utilisée en milieu industriel. Suite de 0 et de 1 obtenue à partir d un organigramme, d un Grafcet,... Un microcontrôleur ne sait lire que du code binaire E.FONTENIAUD

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