SCIENCES TECHNIQUES BAC BLANC EXAMEN DE BACCALAUREAT MAI 2012 SECTION REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L'EDUCATION ET DE LA RECHERCHE M/A

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1 REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L'EDUCATION ET DE LA RECHERCHE BAC BLANC EXAMEN DE BACCALAUREAT MAI SECTION EPREUVE SCIENCES TECHNIQUES TECHNOLOGIE DUREE:H COEFFICIENT: COMPOSITION DU SUJET : Un dossier technique : pages /5 /5 /5 /5 et 5/5 Un dossier réponses : pages / / / / 5/ / / et / Travail demandé : A Partie Mécanique: pages / / / et / B Partie Electrique : pages 5/ / / et / PRESENTATION DU SYSTEME Le tapis de course Interactif (voir figure cidessous) est un système complet de fitness à domicile. Il permet de courir quand à l'extérieur les conditions atmosphériques sont particulièrement difficiles, quand on a peu de temps à disposition ou plus simplement quand on en a envie. Il intègre des programmes d'entraînements spécifiques : programmes préenregistrés simulant des profils de courses différents ; programmes de contrôle de la fréquence ; programmes personnalisables (vitesse du tapis et inclinaison) ; programme de test de forme. Capteur battements s M/A Page sur 5

2 FONCTIONNEMENT DU TAPIS DE COURSE L utilisateur court sur une courroie mobile qui est entraînée dans le sens inverse de la course. La vitesse de déplacement de la courroie mobile est réglable pour permettre au coureur de rester sur place. Ce tapis de course propose un large choix de mode de fonctionnement. L étude sera limitée à l utilisation du programme de contrôle de la fréquence. Avec ce programme, le système ajuste automatiquement la vitesse et l inclinaison du tapis afin d obtenir une fréquence préréglée. Techniquement, la gestion du tapis est réalisée comme décrit cidessous : Le tapis commence par augmenter la vitesse de déroulement de la courroie mobile pour atteindre la fréquence préréglée ; Si la vitesse maximale ne suffit pas, alors le tapis de course s incline pour augmenter encore l effort ; La console informe en permanence l utilisateur de sa fréquence. On se propose ici de vérifier les choix technologiques faits par le constructeur pour répondre à son cahier des charges fonctionnel. EXTRAIT DU CAHIER DES CHARGES Niveaux De à Km/h par incrément de, Km/h De % à % par incrément de,5% Jusqu à 5 Kg Au moins, m, m Au plus m m 5 Hz V AC Critères Vitesse Fonctions FP : Permettre à l utilisateur de courir à une bonne fréquence en suivant un profil de course Pente FC : S adapter à l utilisateur Masse Surface de course Surface disponible Fréquence Tension FC : Être logeable dans une pièce FC : Fonctionner avec l énergie électrique disponible FAST du tapis de course (mode fréquence ) FG : Permettre à l utilisateur de courir à une bonne fréquence en suivant un profil de course FT : Réguler l effort FT. : Dérouler la courroie mobile à fournir FT. : Incliner la plateforme de marche FT : Indiquer la fréquence FT. : Acquérir la fréquence FT. : Afficher la fréquence FT.:Afficher un pic à chaque battement Page sur 5

3 5 Structure fonctionnel de la chaîne d'énergie de l'entraînement du tapis V / AC ALIMENTER Alimentation V / DC DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE Interrupteur H Hacheur série Moteur à courant continu Système pouliecourroie Dérouler la courroie Schéma structurel d'asservissement du moteur de tapis Capteur de poids F Compteur à afficheur segments Afficheur LCD C A N Vc V Capteur de Fc i F * Tension nominale : Un V * Courant nominal: I n =.A * Résistance de l'induit R =. * Constante de vitesse KE =.V/rad.s * Constante de couple Kc =.N.m/A * Couple nominal Cn = 5.N.m F R R Caractéristiques du moteur d'entraînement F5 C N A Vs M. Vs R R R5 R DT i Vb Vd F F. K K P r o g r a m m e d 'a f f i c h a g e d e l a F r é q u e n c e C a r d i a q u e S LCD L M L M C LR R B / IN T RB RB RB RB RB5 RB RB D D D5 D D D D D k E RS VEE VDD RW 5 R RA RA RA RA R A /T C K I O S C / C L K IN O S C /C L K O U T U 5 VSS S S S A la r m e? P IC F A page sur5

4 Plan d'ensemble du tapis Echelle:/ NB : Les capots de protection du mécanisme ainsi que la console de commande ne sont pas représentés. page sur5

5 Nomenclatures Palier de crémaillère Téflon Moteur AC Pignon moteur dents m=,5 mm Premier étage Z= 5 dents m=,5 mm ; Z'= dents m=,5 mm Deuxième étage Z=5 dents m=,5 mm ;Z'= dents m=,5 mm Troisième étage Z= dents m=,5 mm ; Z'= dents m= mm Quatrième étage 55 dents m= mm Pignon de sortie dents m=,5 mm Crémaillère (longueur dentée de 5mm) m=,5 mm 5 Disque codeur trous Vis à tête hexagonale bombée à pans creux M x 5 Ecrou borgne hexagonal à calotte M Vis à tête hexagonale bombée à pans creux M x Poulie moteur Courroie Moteur Isolateur du moteur Boulon de pivot du cadre Bague pivot 5 Courroie mobile Pied arrière gauche Pied arrière droit Repose pied Gauche Isolateur avant Guide de la courroie Repose pied Droit Plateforme de Marche Rouleau avant poulie Rouleau arrière 5 Motoréducteur d'inclinaison Bâti Cadre d'inclinaison Isolateur Cadre Rep Nbre Désignations Observations MotoRéducteur Amélioration du contact pied / sol Moteur FT: Interposer un élément roulant à l'intérieur des pieds arrières FT: Guider en rotation l'élément roulant / pied arrière FT: Centrer sur un axe FT: Mettre en position Codeur trous FT: Fixer l'axe au pied arrière Pignon crémaillière page sur5