Analyse et conception de l'objet technique

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1 Technologie 4ème

2 Analyse et conception de l'objet technique

3 4ACOT 01 1/ les objets techniques de domotique Les objets techniques sont conçus pour répondre à différents besoins. Ils assistent les êtres humains dans leurs tâches quotidiennes et améliorent leur confort. Domotique : est l ensemble des technologies de l'électronique, de physique du bâtiment, d'automatismes, de l'informatique et des télécommunications utilisées dans les bâtiments. Elle vise à apporter des fonctions de confort (optimisation de l'éclairage, du chauffage), de gestion d'énergie (programmation), de sécurité (comme les alarmes) et de communication (comme les commandes à distance) que l'on peut retrouver dans la maison, les hôtels, les lieux publics... Les objets techniques de domotique sont souvent simples d'emploi pour ne pas être réservé à des professionnels. Les technologies utilisées permettent d'automatiser, de programmer et de coordonner des tâches entres elles.

4 4ACOT 02 Exercice 1 : Home cinéma 1) Quel est le besoin auquel répond le «home cinéma»? 2) Précise la notion de confort qu'apporte l'installation d'un «home cinéma». Exercice 2 : Les OT de domotique A l'aide d'internet, place dans un fichier texte les noms et images d'objets techniques que tu connais qui permettent d'améliorer le confort dans une habitation et précise leur fonction d'usage. Enregistre ensuite ton fichier sous le nom ObjetsDomotique dans le dossier MesDocuments/Devoirs/Monnot.

5 4ACOT 03 2/ la représentation fonctionnelle des OT Les objets techniques de domotique doivent assurer des fonctions de service sur leur milieu environnant. Fonction de service : Actions attendus par les utilisateurs d'un objet technique pour répondre à un besoin. La représentation fonctionnelle consiste à énoncer les fonctions au moyen de graphiques adaptés. Les objets techniques de domotique concernent de nombreux domaines et ils ont de nombreuses fonctions à assurer. a) Le diagramme «Bête à cornes» Pour formaliser l énoncé du besoin fondamental, on utilise l outil «bête à cornes» Description de l outil : Il pose 3 questions fondamentales relatives au produit, A qui rend-il service? Sur quoi agit-il? Dans quel but?

6 4ACOT 04 Exemple : L'ouvre portail automatique A quirend -ilservice S urquoiagit? Personne qui veut entrer ou sortir de l enceinte -il? Position du vantail Ouvre portail D ans quelbut? Manœuvrer le portail à distance

7 b) Le diagramme «Pieuvre» 4ACOT 05 Il consiste à faire figurer sur un graphique circulaire, les interactions entre l objet technique et son environnement (éléments du milieu extérieur). Les interactions se font par l intermédiaire des fonctions de service. On distingue deux types de fonctions de service : - Fonctions Principales (FP) : elles sont l expression même du besoin. Chaque FP doit être représentée par une relation entre au moins deux milieux extérieurs et l objet technique. - Fonctions Contraintes (complémentaires, secondaires) (FC) : elles traduisent des réactions, des résistances ou des adaptations de l objet à des éléments du milieu extérieur. Chaque FC doit être représentée par une relation entre l objet et un milieu extérieur.

8 4ACOT 06 On liste les éléments du milieu extérieur de l'objet : Utilisateur, pilier, vantail du portail, énergie, obstacles, environnement extérieur et les normes. Pilier Utilisateur FC1 FP1 FC2 FC9 Environnement extérieur FC3 Ouvre Portail FC8 FC7 FC6 Obstacle Vantail du portail FC4 FC5 Normes de sécurité Énergie électrique

9 On fait ensuite le libellé des fonctions de service : 4ACOT 07 FP1 : Déplacer le vantail par rapport au pilier FC1 : Permettre à l utilisateur de commander l ouverture du vantail à distance FC2 : S accrocher au pilier FC3 : S accrocher au vantail FC4 : Alimenter en énergie électrique FC5 : Respecter les normes de sécurité FC6 : Prendre en compte la présence d'obstacles FC7 : Être insensible à l environnement extérieur FC8 : Fonctionner de manière étanche par rapport à l'environnement extérieur FC9 : Pouvoir être mis en mode manuel On définit ensuite des critères d'appréciation des fonctions de service qui permettent de définir à quoi en voit que la fonction est réalisée, puis les niveaux de critères (valeur physique par exemple) et leur flexibilité (intervalle de tolérance).

10 Caractérisation des fonctions de service Fonction Critère d appréciation Niveau du critère Temps 15 s 4ACOT 08 Flexibilité FP1 Temps d ouverture/fermeture ± 3s FC1 Utilisation d une télécommande Distance de commande 15 m FC2 Dimensions et type de fixation Scellement d un support FC3 Dimensions et type de fixation Soudure d une chape (50x50) FC4 Utilisation du réseau EDF Réseau 230 V FC5 Normes ISO Norme NF EN et FC6 Établir une barrière photoélectrique Distance de détection : 3,5m Distance mini FC7 Protection contre les agents atmosphériques Résister à la corrosion pendant 10 ans Mini FC8 Utilisations de joints d étanchéité Joints résistants à une pression hydraulique 30 bars maxi FC9 Déverrouillage par clé Emplacement de la vanne sous le bloc hydraulique ±2m 240 V maxi

11 c) Les fonctions et les solutions techniques 4ACOT 09 Chaque fonction de service est assurée par une ou plusieurs fonctions techniques auxquelles on associe des solutions techniques pour les réaliser. La coordinations des tâches entre les divers éléments est assurée par une unité de traitement qui acquiert, traite et communique les informations. Fonction de service Fonction technique 1 Solution technique Fonction technique 2 Solution technique

12 Exercice 3 : Portail automatique 1) Quel est la fonction du moteur électrique? 2) Quel composant reçoit les signaux? 3) Quel composant assure la fonction «bloquer ou non le passage»? 4) Réalise le même type de schéma des fonctions et des solutions pour un téléphone portable. 4ACOT 10

13 Exercice 3 : Portail automatique 4ACOT 11 1) La fonction d un moteur électrique est de transformer l énergie électrique en énergie mécanique. 2) C est l antenne qui reçoit les signaux. 3) C est le vantail qui permet de répondre à la fonction «bloquer ou non le passage». 4)

14 4ACOT 12 3/ le respect des contraintes Pour satisfaire les besoins, les objets techniques assurent des fonctions. Parmi celles-ci, certaines impliquent des limitation quant à la conception de l'objet, elles sont appelées des contraintes et il faut les respecter! Les contraintes doivent prendre en compte l'environnement de l'objet, le respect des règles de sécurité, la facilité d'utilisation, l'esthétisme, intégrer les aspects environnementaux,... Pour assurer les fonctions de service il y a souvent de nombreuses solutions techniques. La solution retenue sera l'aboutissement d'un compromis entre plusieurs critères pour qu'elle respecte l'ensemble des contraintes et dont le prix rentre dans le budget fixé. Exercice 4 : lecteur DVD 1) Classe les sept contraintes en deux groupes : celles liées au fonctionnement du lecteur DVD et celles liées à l'esthétisme. 2) Certains lecteur DVD doivent pouvoir lire des informations stockées sur des disques durs externes. Complète le diagramme pour faire apparaître cette contrainte supplémentaire.

15 4ACOT 13 Exercice 4 : lecteur DVD 1) Classe les sept contraintes en deux groupes : celles liées au fonctionnement du lecteur DVD et celles liées à l'esthétisme. 2) Certains lecteur DVD doivent pouvoir lire des informations stockées sur des disques durs externes. Complète le diagramme pour faire apparaître cette contrainte supplémentaire.

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17 4ACOT 15 Exercice 5 : choix de solution technique pour un lecteur DVD 1) Associer à chacune des 4 types de lignes de caractéristiques une contrainte à satisfaire. 2) Combien de solution techniques ont-elles été retenues sur le modèle 2 pour satisfaire la contrainte «être relié à la télévision»? 3) Quel est le modèle le plus cher? Pourquoi? 4) Quel est le modèle qui te plait le plus? Lorsque plusieurs couleurs sont possible sur un même objet, à quelle contrainte de l'exercice 4 se soumet-on? 5) Quel est le modèle qui respecte le mieux la fonction «s'adapter au meuble qui contiendra le lecteur DVD? Pourquoi?

18 4ACOT 16 Modèle 1 (50 ) Modèle 2 (70 ) Modèle 3 (100 ) Sortie vidéo HD Non Nombre de prises vidéo Sortie S-vidéo Sortie son coaxiale Sortie son optique Non Non Format DIVX Format WMA Format MP3 Non Format JPEG Non Largeur (mm) Hauteur (mm) Profondeur (mm) net.com compucanjes.com generation-gpu.fr stargames.be

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20 4ACOT 18 4/ Les contraintes économiques et environnementales Le coût d'un objet technique pour l'utilisateur correspond à ce qu'il va dépenser tout au long de la vie de l'objet : prix d'achat + énergie + entretien + Pour le constructeur le coût de l'objet technique tient compte de la fabrication, de l'achat de certains composants, de la commercialisation (mise en vente) et de la maintenance (entretien). Le coût d'un objet technique est souvent lié aux fonctions qu'il assure : plus il en offre, plus il est cher! Les contraintes environnementales sont liées au développement durable et le concepteur doit prendre en compte: - l'aspect environnementale : choix de matériaux recyclables ou recyclés - l'aspect économique : amélioration des relations producteurs / consommateurs (commerce équitable) - l'aspect social : répondre à des objectif d'équité, adaptation des postes de travail, lutte contre l'exclusion sociale

21 4ACOT 11 Exercice 6 : coût d'une télévision pour l'utilisateur 1) Sur quelles dépenses l'utilisateur peut-il faire des économies? 2) Quels sont les différents frais à régler pour un utilisateur de téléphone portable? 3) Cite deux postes de dépenses qui participent au coût d'un ordinateur Achat d'un relié à Internet? Achat de la Impôts à Utilisation de télévision l'électricité bouquet de chaines TV payantes payer : redevance télévision aid97400.lautre.net gralon.net Assurance en cas de vol Réparation de pièces audio-video.avcesar.com myarchivebox.com assurance.habitation.hyperassur.com vente-plasma-brandt.toptv.biz 1) Electricité en coupant les veilles, assurance en faisant jouer la concurrence, chaines en faisant jouer la concurrence (tnt, satellite,.). 2) L achat d un appareil, sa réparation éventuelle, l assurance et le forfait téléphonique (à régler chaque mois) sont autant de frais à prendre en charge par l utilisateur de téléphone portable. 3) Pour un utilisateur dont l ordinateur est relié à Internet, l électricité et l abonnement Internet représentent deux postes de dépenses.

22 4ACOT 18 5/ La chaine d'énergie d'un objet technique Pour fonctionner les objets techniques de domotique utilisent de l'énergie. Les types d'énergies utilisés en domotique sont variés (énergie électrique, mécanique, thermique, solaire, ) car les domaines d'utilisation de ces objets sont nombreux (électroménager, son, vidéo, éclairage, chauffage, sécurité,...). Voir cours CGI paragraphe 3/ Exercice 7 : chaine d'énergie d'un volet roulant 1) Associe chaque phrase de la description du fonctionnement du volet roulant avec le bloc fonctionnel de la chaine d'énergie qui correspond? 2) Quelle est la nature de la source d'énergie initiale? 3) A quel bloc fonctionnel associerais-tu l'action d'un système poulie/courroie? Volet roulant électrique : 1) L'interrupteur distribue l'énergie électrique. 2) Le boitier d'alimentation fournit l'énergie électrique. 3) Les engrenages réduisent la vitesse de rotation du moteur, et font tourner le volet roulant pour l'ouvrir. 4) Le moteur électrique convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. philippe.onesti.perso.sfr.fr

23 4ACOT 21 6/ La chaine d'information d'un objet technique Les techniques utilisées en domotique ont pour but d'automatiser les tâches à réaliser en coordonnant les actions de différents appareils. Il est donc nécessaire de connaître les états de l'objet technique ainsi que de son environnement pour communiquer les ordres à effectuer. L'utilisateur doit pouvoir contrôler le système en lui donnant des consignes. Voir cours CGI paragraphe 2/ Exercice 8 : lampadaire automatique 1) Quel est l'intérêt des lampadaires qui s'éteignent la nuit? 2) Quel est le composant qui mesure la luminosité? 3) Quels sont les deux rôles de la carte électronique? casciani.fr hellopro.fr Le capteur mesure la luminosité forum-electromenager.com Le carte électronique traite l'information lampeled.com Suivant l'heure, la carte donne l'ordre d'allumer ou pas l'ampoule Certains lampadaires s'allument automatiquement au crépuscule et à l'aube. Au milieu de la nuit, quand l'éclairage ne sert à plus grand monde, ils s'éteignent. Ceci permet de réduire la consommation d'électricité