INITIATION À LA TECHNOLOGIE. Secondaire. CAHIER D'ACTIVITÉS (Élève) Module 3 : Production électromécanique. Le système d'alarme. Janvier 2002.

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1 Nom : INITIATION À LA TECHNOLOGIE Secondaire CAHIER D'ACTIVITÉS (Élève) Module 3 : Production électromécanique Le système d'alarme Janvier 2002 DOC-IAT-21 Initiation à la technologie Cahier d'activités de l'élève Module 3 : Production électromécanique (le système d'alarme)

2 Le système d alarme Centre de développement pédagogique pour la formation générale à caractère technique

3 Avant-propos Les systèmes d alarme sont courants dans notre monde moderne. Celui que nous proposons est simple à réaliser puisqu il compte peu de pièces et que sa construction n exige pas une grande précision. La réalisation du système d alarme permettra de mener des activités intéressantes et instructives sur les plans technique et scientifique dans le cadre de la voie technologique de 3 e secondaire. Tu trouveras intérêt à fabriquer un système doté de son et de lumière, ce qui permettra de soutenir ta motivation. Différentes applications pourront être envisagées, par exemple la protection de ta chambre ou d une autre pièce, d un coffre, d un tiroir, d un objet, etc. Le système proposé devra protéger une pièce de la maison, par exemple la porte de la chambre à coucher. Le capteur utilisé sera de type magnétique. Cependant, on trouvera en annexe les plans pour réaliser un autre type, c est-àdire un capteur de type mécanique. On pourra même utiliser un capteur au mercure vendu dans le commerce. Nous te souhaitons bon succès et beaucoup de plaisir dans l étude et la réalisation de ce nouveau projet. Système d alarme - élève 2

4 Structure du document Présentation et mode d utilisation du document 1 - Mise en situation proposée 2 - Découverte du prototype (approche globale) : a) La fonction globale du système et le cahier des charges; b) Observations sur le fonctionnement (comment ça marche?); d) Notes méthodologiques (pour l enseignante ou l enseignant seulement). 3 - Étude des principes de fonctionnement (étude détaillée) : a) Éléments pour les sciences; b) Notions préalables (mécanique, électronique et magnétisme); Production d un tableau synthèse présentant les différents éléments et mention de la fonction de ceux-ci (éléments achetés); c) Notes pédagogiques sur le travail à faire en classe (pour l enseignante ou l enseignant seulement). 4 - Étude de la fabrication sérielle : 5 - Annexes : c) Observations sur la construction (comment c est fait?); a) Étude des dessins d ensemble; b) Étude des dessins de détaisl; c) Étude des gammes de fabrication; d) Étude des gammes d assemblage; e) Notes pédagogiques (pour l enseignante ou l enseignant seulement). a) Dessins des gabarits (pour l enseignante ou l enseignant seulement); b) Autre capteur; c) Notes pédagogiques (pour l enseignante ou l enseignant seulement). Système d alarme - élève 3

5 Note importante Cette page correspond à des notes pédagogiques du guide de l enseignant ou de l enseignante. Par conséquent, nous l avons retirée du cahier de l élève. Cependant, nous n avons pas modifié la pagination globale du cahier de l élève de façon à conserver une correspondance avec celle du guide de l enseignant ou de l enseignante. Système d alarme - élève 4

6 1 - Mise en situation proposée Système d alarme - élève 5

7 1 - Mise en situation proposée Votre entreprise a reçu une commande de 25 systèmes d alarme. Ces systèmes devront être fabriqués en série. Le prototype qui vous est envoyé est accompagné du cahier des charges ainsi que des gammes de fabrication et d assemblage en vue d une production sérielle. Cet appareil est polyvalent et facile à utiliser puisqu il est portable, temporisé à l enclenchement et alimenté par une batterie de 9 volts. L utilisateur met le système en marche, et une dizaine de secondes s écoulent avant qu il s enclenche. Cette temporisation permet, par exemple, de quitter une pièce avant que le système ne se fasse entendre. Il est d autant plus sécuritaire qu il ne peut être désarmé par un intrus, son interrupteur principal étant habilement dissimulé dans le devant du boîtier. Le capteur de surveillance, qui permet de déclencher l alarme, pourrait être un interrupteur à lame normalement fermé, ou tout autre capteur pouvant être fermé par l utilisateur (magnétique, mécanique, au mercure ou autres). Le groupe d élèves auquel tu appartiens représente le bureau des méthodes et l atelier de fabrication qui doit reproduire ce prototype en autant d exemplaires qu il sera nécessaire. Donc, tu participes à une expérience de fabrication en série d un objet technique à l image de ce qui se fait dans l industrie. 1 - Capteur : Composant mécanique ou électrique ayant pour fonction de capter une information provenant de l extérieur d un système. Système d alarme - élève 6

8 Installation du système (exemple) L illustration ci-dessous montre comment pourrait être installé le capteur sur la partie supérieure du cadre d une porte. Le boîtier du système d alarme serait accroché sur le mur au-dessus de la porte (n est pas montré). Il s agit ici d un capteur magnétique. Un autre type de capteur pourrait également être utilisé. MUR CADRE DE LA PORTE MOULURE D'ARRÊT DE LA PORTE HAUT DE LA PORTE Note: Le capteur peut être inversé. Ainsi l aimant sera fixé sur la porte et le boîtier contenant la lame, sur le cadre. Il est essentiel de bien comprendre le fonctionnement électrique de l objet ainsi que les particularités de sa construction du point de vue mécanique avant d en entreprendre la fabrication sérielle. C est ce que nous allons faire maintenant Système d alarme - élève 7

9 Historique du système d alarme Système d alarme - élève 8

10 La naissance de ce système d alarme Le designer a d abord fait des esquisses de boîtiers sur papier. Après avoir consulté le concepteur en électronique, il a réalisé plusieurs boîtiers sous forme de maquettes cartonnées. Une des maquettes a été choisie comme solution souhaitable et réalisée en matière plastique. Pendant ce temps, l électronicien a conçu et expérimenté plusieurs solutions. D abord montés sur des plaquettes d expérimentation, les circuits ont ensuite été réalisés sur des circuits imprimés. Système d alarme - élève 9 Finalement, on a retenu le prototype qui satisfaisait aux exigences du cahier des charges.

11 2 - Découverte du prototype (approche globale) : a) La fonction globale du système et le cahier des charges; b) Observations sur le fonctionnement (comment ça marche?); c) Observations sur la construction (comment c est fait?). Système d alarme - élève 10

12 a) La fonction globale du système d alarme et le cahier des charges: Protéger une pièce, un milieu ou un objet en émettant un son strident pour signaler une intrusion. L objet technique est conçu et fabriqué en tenant compte de certaines contraintes ou conditions de réalisation et d utilisation. Ces conditions sont habituellement déterminées par celui qui commande le travail de conception. Elles sont définies dans un document appelé cahier des charges. Ce cahier fait partie du contrat liant le client, le concepteur et le fabricant. Pour déterminer ces conditions, il faut examiner les cinq milieux différents associés à la conception, à la fabrication et l utilisation de l objet technique. Il y a d abord le milieu humain. Cela signifie qu on devra tenir compte de l utilisateur et du réparateur de cet objet lors de la conception de l objet technique. Ensuite, il y a le milieu industriel. Cela signifie qu on devra tenir compte de l endroit où on réalise l objet technique, c est-à-dire l atelier de fabrication, l outillage et les moyens de production dont on dispose. Puis, il y a le milieu technique. Cela signifie qu on devra tenir compte des autres objets techniques qui viennent en contact avec l objet à concevoir lors de son utilisation, de son fonctionnement et de son entretien. Pour ce qui est du milieu physique, cela signifie qu on devra tenir compte des éléments de la nature (eau, air, sol, etc.) qui peuvent avoir une action quelconque sur le système tels que l oxydation, le court-circuitage, la détérioration par le rayonnement UV, etc. Finalement, le milieu économique fait référence au prix de revient, au prix de vente, au profit, au coût d entretien, à la durée de vie, etc. On devra également tenir compte de ces aspects. Milieu technique Milieu industriel Alarme Milieu économique humain Milieu humain Milieu physique Tous ces objets que nous utilisons peuvent être associés à ces milieux. Le prototype est finalement le résultat d un compromis et doit répondre le plus possible à l ensemble des conditions définies dans le cahier des charges. Voici donc le cahier des charges du système d alarme qui a été soumis au concepteur. Système d alarme - élève 11

13 Remplis le tableau en inscrivant le nom du milieu associé aux conditions à respecter. Au regard de milieu le système devra être : - logé dans un coffret opaque et transportable; - attrayant, léger, peu encombrant et sécuritaire; - de couleur vive et facile d utilisation; - placé dans un boîtier ayant un dessus démontable pour la réparation; - muni d un voyant lumineux indicateur de la période de temporisation; - constitué d un côté amovible dissimulant l interrupteur principal; - muni d une borne à ressort à branchement rapide pour fixer un capteur; - être à la convenance de l utilisateur. Au regard de milieu le système devra être : - fabriqué avec des matériaux résistants et adaptés aux conditions normales d utilisation à l intérieur d une maison. Au regard de milieu le système devra être : - alimenté par une batterie de 9 volts; - couplé à un interrupteur par un système de branchement rapide; - accompagné d un interrupteur magnétique ou mécanique à fixer sur un cadre de porte; - facilement démontable pour le changement de la batterie; - conçu pour être utilisé à l intérieur, sur une surface horizontale ou verticale. Au regard de milieu le système devra être : - d un coût inférieur à 8,00$ pour l ensemble des composants. Au regard de milieu le système devra : - être totalement réalisé dans l atelier de technologie à l exception des éléments achetés sur le marché (composants électroniques et organes de liaison). Système d alarme - élève 12

14 b) Observations sur le fonctionnement (comment ça marche?) L utilisation du système requiert un capteur (interrupteur) dont les contacts sont normalement fermés (2) et placé sur un cadre de porte. Relié par un fil à deux conducteurs, il sera branché à la borne à ressort du système d alarme. Un aimant fixé à la porte, face à l interrupteur, permettra d ouvrir ses contacts lorsque la porte est fermée et de les garder fermés lorsque la porte est ouverte. L utilisateur, déjà dans la pièce, actionnera un interrupteur sur le module de l alarme pour le mettre en marche. Cependant, le système n entrera pas en fonction immédiatement, ce qui laissera à l utilisateur le temps de quitter la pièce, et de refermer la porte derrière lui (environ 10 secondes ou plus, selon la conception de la temporisation). Fil à deux conducteurs Module d alarme Capteur (interrupteur dont les contacts sont fermés) Aimant Interrupteur principal (caché) Porte Cadre de porte Après ce délai, quiconque ouvre la porte déclenche le système d alarme qui émet un son strident que personne ne peut arrêter. Seul l utilisateur saura mettre fin à ce bruit en intervenant pour changer la position du bouton de l interrupteur principal, lequel est logé discrètement dans l un des bouts du boîtier de l appareil, derrière une plaque amovible. (2) Contact normalement fermé : Commande dont l interrupteur est fermé avant l utilisation de l élément et qui s ouvre après l avoir actionné. Système d alarme -élève 13

15 c) Observations sur la construction (comment c est fait?) Répondre aux questions suivantes: a) Quelle est la largeur du boîtier? b) Quelle est la longueur du boîtier? c) Quelle est la hauteur du boîtier? d) Quelle est la longueur totale du module du système d alarme? e) Quel est le diamètre du disque inférieur? f) Quel est le rayon du disque supérieur? g) Comment fait-on pour enlever le dessus de l appareil? h) Que cache la plaque amovible placée du côté du grand disque (en dessous) perforé? i)comment la plaque amovible est-elle retenue? j) Quelles sont les couleurs que l on retrouve dans la fabrication de l appareil? K) Quelles formes géométriques retrouve-t-on dans cet objet? Système d alarme - élève 14

16 Note importante Cette page correspond à des notes pédagogiques du guide de l enseignant ou de l enseignante. Système d alarme - élève 15

17 3 - Étude des principes de fonctionnement (étude détaillée): a) Éléments pour les sciences; b) Notions préalables. Système d alarme - élève 16

18 3 - Étude des principes de fonctionnement (étude détaillée) Afin de faciliter la compréhension, il nous faut décomposer l objet en six sousensembles. D F C A B E Inscris la bonne lettre pour chacun des sous-ensembles ci-dessus : A - alimentation, B - circuit imprimé et ses composants, C - boîtier principal, D - couvercle amovible, E - connecteur du câble d alimentation du capteur, F - capteur magnétique ou autres. a - Étude de l aspect électronique : Inscris la lettre qui correspond au composant approprié, sur le schéma cidessous a - condensateur de 4700 µf à 10 volts(c2) b - thyristor c - résisteur de 2 KΩ d - vibreur piézoélectrique e - diode électroluminescente f - conducteur électrique g - interrupteur 9 bornes à glissières (principal) h - résisteur de 2 KΩ(R1) i - condensateur de 4700 µf à 10 volts(c1) j - résisteur 15 KΩ k - interrupteur (capteur magnétique normalement fermé) l - batterie 9 volts Système d alarme - élève 17

19 Banque d éléments à placer dans les pages 19, 20 et 21 ( Découper et coller au bon endroit) Fournir l énergie nécessaire pour alimenter le système d alarme. Une diode électroluminescente est un composant électronique qui laisse passer le courant dans une seule direction et qui émet de la lumière. Un conducteur électrique peut être apparenté à un chemin qui laisse passer les électrons. La plupart du temps, il est en cuivre car ce dernier est un très bon conducteur. Un vibreur est composé d un cristal qui ne fonctionne que dans le sens de la polarisation (1), et qui émet un son strident au passage du courant électrique. Un résisteur est un composant électronique qui limite l intensité du courant dans un conducteur ou dans un autre composant pour éviter de l endommager. Un condensateur est un composant électronique ayant la propriété d accumuler des électrons plus ou moins rapidement et de les restituer au besoin. Pendant qu il se charge, permet à l utilisateur de quitter la pièce et de garder la diode électroluminescente allumée. Permet au courant électrique en provenance de la batterie de circuler dans les différents composants électroniques de l appareil. Pendant qu il se charge, permet à l utilisateur de quitter la pièce et de garder la diode électroluminescente allumée. Indiquer le temps de la temporisation de 10 secondes du système d alarme. Système d alarme - élève 18

20 Remplis les tableaux suivants pour chaque sous-ensemble Sous-ensemble A BATTERIE Définition : Pile Symbole : Batterie Symbole : Fonction : Fournir l énergie nécessaire pour alimenter le système d alarme. Sous-ensemble B CIRCUIT IMPRIMÉ ET SES COMPOSANTS Définition : Un circuit imprimé est un support isolant comportant des pistes cuivrées permettant de réunir certains composants électroniques. Composant : Définition : CONDENSATEUR Condensateur Symbole : Condensateur électrolytique Symbole : Fonction : Pendant qu il se charge, permettre à l utilisateur de quitter la pièce, et de garder la diode électroluminescente allumée. Système d alarme - élève 19

21 Composant : RÉSISTEUR Définition : Résisteur Symbole : Fonction : Assurer le fonctionnement électrique afin de gérer la durée de la temporisation. Composant : VIBREUR Définition : Symbole : Thyristor Fonction : Émettre un son strident lorsqu une personne ouvre la porte. Composant : INTERRUPTEUR Définition : Un interrupteur est un composant mécanique à bascule ou à glissière qui permet au courant de circuler ou ne pas circuler dans son circuit électrique. Symbole : Interrupteur Fonction : Permettre au courant électrique en provenance de la batterie de circuler dans les différents composants électroniques de l appareil. (1) Polarisation : On dira qu un appareil est polarisé s il faut placer le côté positif de la source sur une des bornes plutôt que sur l autre. Système d alarme - élève 20

22 Composant : DIODE ÉLECTROLUMINESCENTE Définition : Diode électroluminescente Symbole : Fonction : Indiquer le temps de la temporisation de dix secondes du système d alarme. Composant : THYRISTOR Définition : Un thyristor est un composant électrique qui ne laisse passer le courant électrique que dans une seule direction et que s il est enclenché par une tension sur la gâchette. Un fois amorcé, il ne peut s arrêter que si l on met son alimentation hors circuit. Thyristor Symbole : Fonction dans le projet : Alimenter le vibreur en courant sans que l intrus ne puisse l arrêter. Composant : CONDUCTEUR Définition: Conducteur Symbole : Fonction : Distribuer le courant électrique aux différents composants électriques afin d en assurer le fonctionnement. Système d alarme - élève 21

23 Note importante Cette page correspond à des notes pédagogiques du guide de l enseignant ou de l enseignante. Système d alarme - élève 22

24 Note importante Cette page correspond à des notes pédagogiques du guide de l enseignant ou de l enseignante. Système d alarme - élève 23

25 Écris les textes aux bons endroits pour chacun des six temps. Les contacts de l interrupteur magnétique sont fermés et un courant électrique circule à travers la gâchette du thyristor. Ce dernier devient alors conducteur et laisse passer le courant dans le vibreur qui résonne joyeusement. Une fois le thyristor enclenché il est impossible d arrêter sa conduction. Pour arrêter le système, il faut ouvrir l interrupteur principal. Puisque l interrupteur utilisé est multiposition, il permet la décharge des deux condensateurs qui reviennent alors à leur état initial. Situation lorsque le système est désenclenché ou avant l installation du capteur. Le capteur est fermé). Au repos, aucun courant ne circule dans le circuit et rien ne se produit. L interrupteur magnétique est fermé. Le condensateur C2 gagne des charges et laisse passer le courant à travers R2 de 15 kiloohms. Le condensateur C1 gagne des charges à travers R1 et la diode électroluminescente L1 est allumée. Les condensateurs auront bientôt atteint leurs charges maximales et le courant cessera bientôt de circuler dans le circuit. Le capteur est toujours fermé. L interrupteur magnétique (capteur) est ouvert par la fermeture de la porte (aimant). La diode électroluminescente est éteinte et le thyristor est prêt à conduire le courant vers le vibreur. Il n attend que le signal provenant de la fermeture du capteur. Temps n o 1 L interrupteur est ouvert. Que se passe-t-il? Temps n o 2 Interrupteur principal fermé THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 RÉSISTEUR 2 KΩ R3 VIBREUR PIÉZO- ÉLECTRIQUE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTRO- LUMINESCENTE VIBREUR PIÉZO- ÉLECTRIQUE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTRO- LUMINESCENTE Interrupteur ouvert INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE C1 CONDENSATEURS 4700 µf 10 volts C2 RÉSISTEUR 2KΩ R1 Interrupteur fermé INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE C1 CONDENSATEURS 4700 µf 10 volts RÉSISTEUR 2 KΩ R1 C2 Système d alarme - élève 24

26 Temps n o 3 Après 5 secondes que se passe-t-il? Temps n o 4 La porte se ferme avant le délai de 10 secondes. Que se passe-t-il? La charge augmente avec le temps. INTERRUPTEUR MAGNÉTIQUE Aimant INTERRUPTEUR MAGNÉTIQUE THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTROLUMI- NESCENTE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTROLUMI- NESCENTE INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE C1 CONDENSATEURS 4700 µf 10 volts RÉSISTEUR 2KΩ R1 C2 INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE C1 CONDENSATEURS 4700 µf 10 volts RÉSISTEUR 2KΩ R1 C2 La porte s ouvre. Temps n o 5 Temps n o 6 Que se passe-t-il? L interrupteur est de nouveau ouvert. Retour au temps no1. INTERRUPTEUR MAGNÉTIQUE INTERRUPTEUR MAGNÉTIQUE THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTROLUMI- NESCENTE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTROLUMI- NESCENTE INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE C1 C2 CONDENSATEURS 4700 µf 10 volts RÉSISTEUR 2KΩ R1 INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE C1 C2 CONDENSATEURS 4700 µf 10 volts RÉSISTEUR 2KΩ R1 Système d alarme - élève 25

27 Au temps n o 2 Trace le trajet de la charge du condensateur C1 à travers la diode électroluminescente. Au temps n o 2 Trace le trajet de la charge du condensateur C2 à travers la résistance de 15 kiloohms. THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTRO- LUMINESCENTE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTRO- LUMINESCENTE CONDENSATEUR 4700 µf 10 volts CONDENSATEUR 4700 µf 10 volts c1 c2 c1 c2 INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE R1 RÉSISTEUR 2KΩ INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE R1 RÉSISTEUR 2KΩ Au temps n o 4 Dessine la position des lames du capteur lorsque l aimant exerce l effet de son champ magnétique. Au temps n o 6 Trace le chemin suivi par le courant pour la décharge de chacun des condensateurs. Aimant THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 THYRISTOR RÉSISTEUR 15KΩ R2 VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTRO- LUMINESCENTE BATTERIE 9 VOLTS DIODE ÉLECTRO- LUMINESCENTE CONDENSATEUR 4700 µf 10 volts CONDENSATEUR 4700 µf 10 volts c1 c2 c1 c2 INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE R1 RÉSISTEUR 2KΩ INTERRUPTEUR 9 BORNES À GLISSIÈRE R1 RÉSISTEUR 2KΩ Système d alarme - élève 26

28 b - Étude de l aspect mécanique : Indiques, pour chaque liaison, si elle est démontable ou indémontable. Sous-ensemble : C Boîtier Définition : Liaison Liaison Liaison Fonction : Permet de fixer le circuit imprimé, l interrupteur principal et la borne à ressort. Sous-ensemble : D Couvercle Définition : Liaison Liaison Liaison Fonction : Permettre de fixer la diode électroluminescente et de dissimuler le vibreur sous une partie perforée. Système d alarme - élève 27

29 Sous-ensemble : E Borne à ressort Définition : Liaison Liaison Liaison Fonction : Permettre d unir le capteur au système d alarme. Sous-ensembles : F Capteur Définition : Un capteur est un élément qui fournit de l information reçue de l extérieur à un système dans le but de l amener à réagir. Liaison Liaison Liaison Fonction : Permettre de fermer ou d ouvrir le circuit en établissant le contact entre les deux lames. Système d alarme - élève 28

30 Réponds aux questions suivantes. 1 - La «borne à ressort» et le «fil à deux conducteurs» sont-ils démontables dans l utilisation normale de l objet? Pourquoi? 2 - Les condensateurs sur le circuit imprimé sont-ils démontables dans l utilisation normale de l objet? Pourquoi? 3 - Donne les quatre caractères de la liaison entre le côté dissimulable et le boîtier. (Reporte-toi à ton volume de technologie, si nécessaire.) a) b) c) d) Système d alarme - élève 29

31 4 - Étude de la fabrication sérielle : a) Étude des dessins d ensemble; b) Étude des dessins de détail; c) Étude des gammes de fabrication; d) Étude des gammes d assemblage; e) Notes pédagogiques. Système d alarme - élève 30

32 Note importante Cette page correspond à des notes pédagogiques du guide de l enseignant ou de l enseignante. Système d alarme - élève 31

33 Note importante Cette page correspond à des notes pédagogiques du guide de l enseignant ou de l enseignante. Système d alarme - élève 32

34 Les principales activités que chaque responsable d équipe devra accomplir avant et pendant la fabrication seront ( à répéter à chaque poste) : 1 - Remplir un questionnaire sur les dessins de détails et les gammes de fabrication en rapport avec un poste. 2 - Remettre le travail à l enseignante ou l enseignant qui vérifie s il est complet avant que les élèves ne s autocorrigent à l aide du solutionnaire. 3 - Prendre la matière première pour les membres de l équipe d un poste donné. 4 - Fabriquer les pièces pour ce poste avec la plus grande précision possible. 5 - Nettoyer le poste après la fabrication ou à la fin d une période. 6 - Au besoin, demander des explications supplémentaires sur certaines étapes qui apparaissent plus ou moins claires. 7 - Amener le groupe à s autodiscipliner. 8 - Replacer l équipement après la fabrication. 9 - Choisir un autre poste et répéter les mêmes activités. Système d alarme - élève 33

35 Distribution des pièces par poste de travail Poste n o 1 Repères Poste n o 2 Repères 4-5 Poste n o 3 Repères Poste n o 4 Repères 6-7 Poste n o 5 Repères 29 à 36 (capteur) Poste n o 6 Repères 12 NOTE : Une série de questions est disponible pour chaque poste. Système d alarme - élève 34

36 Étude proposée pour le poste no 1 (repères ) 1 - Identifier seulement les pièces 1, 2 et 3 sur le dessin ci-dessous en inscrivant leurs noms et leurs repères. Pour répondre aux questions, il faut se reporter aux dessins et aux gammes de fabrication (voir dossier technique). 2 - Quelles sont les dimensions de chacune de ces pièces? Pièce n o 1 a) épaisseur b) longueur c) largeur Pièce n o 2 a) épaisseur b) longueur c) largeur Pièce n o 3 a) épaisseur b) longueur c) largeur 3 - De quel(s) matériau(x) ces pièces sont-elles faites? 4 - Quelle pièce n est pas perforée? 5 - La pièce n o 2 a combien de perforations? 6 - Pourquoi doit-on fraiser deux de ces perforations? 7 - Combien de perforations compte-on pour la pièce n o 1? 8 - De quel outil se sert-on pour couper les pièces de bonne longueur? 9 - Quelle est la plus grande dimension de perçage de toutes ces pièces? 10 - Comment s appelle l appareil dont on se sert pour pointer les centres de perçage? Système d alarme - élève 35

37 Étude proposée pour le poste no 2 (repères 4, 5 et 10) 1 - Identifier seulement les pièces 4, 5 et 10 sur le dessin ci-dessous en inscrivant leurs noms et leurs repères. Pour répondre aux questions, il faut se reporter aux dessins et aux gammes de fabrication (voir dossier technique). 2 - Quelles sont les dimensions de ces deux pièces? Pièce n o 4 a) épaisseur b) longueur c) largeur Pièce n o 5 a) épaisseur b) longueur c) largeur 3 - De quel(s) matériau(x) ces pièces sont-elles faites? 4 - Combien faut-il fabriquer de pièces au total à ce poste? 5 - Combien de pièces nécessitent un perçage? 6 - Combien compte-on de perforations pour chacune des pièces et quelles sont leurs dimensions? Pièce n o 4 a) nombre de perforations: b) dimension : Pièce n o 5 a) nombre de perforations: b) dimension : 7 - Quand est-il préférable de percer la pièce n o 4? Système d alarme - élève 36

38 8 - De quel outil se sert-on pour couper chacune des pièces? 9 - Pourquoi racler le chant de chacune des pièces? 10 - Combien de gabarits serviront à ce poste? 11 - Quand devrait-on faire le perçage de la pièce n o 5? 12 - Combien compte-t-on de pièces n o 10 et quelle est leur longueur? a) nombre b) longueur 13 - Quel outil servira à couper ces pièces? 14 - De quel matériau est faite cette pièce? Système d alarme - élève 37

39 Étude proposée pour le poste no 3 (repères 8 et 9 ) 1 - Identifier seulement les pièces 8 et 9 sur le dessin ci-dessous en inscrivant leurs noms et leurs repères. 2 - Quelles sont les dimensions de ces deux pièces? Pour répondre aux questions, il faut se reporter aux dessins et aux gammes de fabrication (voir dossier technique). Pièce n o 8 a) épaisseur b) longueur c) largeur Pièce n o 9 a) épaisseur b) longueur c) largeur 3 - Combien y a-t-il de perforations dans chacune des pièces? Pièce n o 8 Pièce n o Pourquoi doit-on tracer les deux diagonales pour chacune de ces deux pièces? 5 - Penses-tu qu il serait bon d exécuter d autres perforations que celles qui se trouvent à la rencontre des diagonales directement à ce poste? 6 - Que faudrait-il attendre avant de faire les autres perforations? Pourquoi? Système d alarme - élève 38

40 7 - Le disque de la ponceuse tourne dans quel sens? (Coche la bonne réponse) Antihoraire Horaire 8 - Quel est le diamètre de la perforation à exécuter? 9 - À quoi serviront ces nombreuses perforations? 10 - Comment s appelle l instrument qui permet de rendre les pièces n os 8 et 9 parfaitement circulaires? 11 - De quel matériau est faite cette pièce? Note: Si tu es déjà passé par le poste n o 4 et que tu as fabriqué les pièces n os 8 et 9, tu peux les fixer ensemble et exécuter les perforations proposées ou celles de ton choix. Tu dois tenir compte de l esthétique de la disposition de ces perforations. Système d alarme - élève 39

41 Étude proposée pour le poste no 4 (repères 6 et 7 ) 1 - Identifier seulement les pièces 6 et 7 sur le dessin ci-dessous en inscrivant leurs noms et leurs repère. 2 - Quelles sont les dimensions de ces deux pièces? Pour répondre aux questions, il faut se reporter aux dessins et aux gammes de fabrication (voir dossier technique). Pièce n o 6 a) épaisseur b) longueur c) largeur Pièce n o 7 a) épaisseur b) longueur c) largeur 3 - Quel est le diamètre respectif des pièces n os 6 et 7? Pièce n o 6 Pièce n o À quoi servira la perforation de ø6,5 dans la pièce n o 6? 5 - Quelle distance y a-t-il entre le centre du perçage des rayons de 50 mm et de 115 mm? 6 - Penses-tu qu il serait bon d exécuter les perforations autres que celles des diagonales directement à ce poste? 7 - Que faudrait-il attendre avant de faire les autres perforations? Pourquoi? Système d alarme - élève 40

42 8 - Le disque de la ponceuse tourne dans quel sens? (Coche la bonne réponse) Antihoraire Horaire 9 - Comment s appelle la machine-outil qui permet de rendre les pièces n os 8 et 9 parfaitement circulaires? 10 - Quel est le diamètre de la perforation? 11 - À quoi serviront ces nombreuses perforations? 12 - Comment s appelle l instrument qui permet de rendre la pièce parfaitement ronde? 13 - Quand devrait-on faire les perforations sur la pièce n o 5? Note: Si tu es déjà passé par le poste n o 3 et que tu as fabriqué les pièces n os 8 et 9, tu peux les fixer ensemble et exécuter les perforations proposées ou celles de ton choix. Tu dois tenir compte de l esthétique de la disposition de ces perforations. 8 - Quelle dimension faut-il pour chaque perçage? Système d alarme - élève 41

43 Étude proposée pour le poste no 5 (repère 12 ) 1 - Identifie les éléments du circuit imprimé dans les cases ci-dessous. 2 - Quelles sont les dimensions du circuit imprimé? Pour répondre aux questions, il faut se reporter aux dessins et aux gammes de fabrication (voir dossier technique). a) épaisseur b) largeur c) longueur 3 - Combien y a-t-il de pistes de cuivre? 4 - Quels sont les deux diamètres utilisés pour les perforations? a) b) 5 - Comment repère-t-on l endroit ou l on doit percer les trous sur les pistes pour réunir les composants? (Lorsque tu auras terminé tes perforations, tu pourras vérifier avec ta réponse.) 6 - Comment appelle-t-on le liquide qui permet d enlever le cuivre afin de ne laisser que les pistes pour relier les composants électroniques? 7 - Pourquoi porter des gants et un tablier pour réaliser ces opérations sur le circuit imprimé? Système d alarme - élève 42

44 8 - À quoi sert la laine d acier? 9 - Peut-on jeter le liquide dans le lavabo après le décapage du circuit imprimé? Pourquoi? 10 - À quoi sert l étain liquide? 11 - De quel côté seront placés les composants électroniques? Pourquoi? 12 - Quelle conséquence entraîne la surchauffe des pistes de cuivre du circuit imprimé produite par le soudage des composants? Système d alarme - élève 43

45 Étude proposée pour le poste no 6 (repères 29 à 36) 1 - Identifie les éléments ci-contre dans chacun des rectangles: 2 - Combien y a-t-il de pièces en tout dans le capteur? Pour répondre aux questions, il faut se reporter aux dessins et aux gammes de fabrication (voir dossier technique). 3 - Combien de pièces sont en métal? 4 - Quelle est la longueur du corps? 5 - Nomme les métaux utilisés dans cet objet? a) b) c) d) 6 - Pourquoi a-t-on replié une des bornes de contact dans la partie intérieure du corps? 7 - À quoi serviront les deux brides de fixation? Système d alarme - élève 44

46 8 - Par quel procédé a-t-on fixé les bornes au corps du capteur? 9 - Comment sont réunis le fil et la borne du côté fil? 10 - Pourquoi la masse est-elle en fer doux? 11 - Avec quel outil taille-t-on les pièces du capteur? a) b) c) 12 - Quel est l espace entre les pièces n os 32 et 33? Système d alarme - élève 45

47 5 - Dossier technique: a) Dessins d ensemble; b) Dessins de détail; c) Gammes de fabrication. Système d alarme - élève 46

48 VUE ÉCLATÉE NOTE : Le capteur n'apparaît pas sur cette vue éclatée. DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 E1-A TITRE : SYSTÈME D'ALARME TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : PAGE 1 de 3 Système d alarme - élève 47

49 NOMENCLATURE 28 1 PASTILLE DE FIXATION VELCRO ø13 x RONDELLE ACIER ø14 (9/16") x ÉCROU ACIER ø3 (6-32) 25 2 VIS À TÊTE FRAISÉE (BOULON) ACIER ø3x13 (6-32 x 1/2") 24 6 VIS AUTOTARAUDEUSE ACIER ø1,5 x 6 (POUR PLASTIQUE / PRISE PHILIPS) 23 1 THYRISTOR - 5 x 10 x VIBREUR PIÉZOÉLECTRIQUE - ø24 x RÉSISTEUR 2KΩ - ø4 x RÉSISTEUR 15KΩ - ø4 x CONDENSATEUR 4700 µf/10 volts - ø16 x BAGUE DE SOUTIEN POUR DIODE DIODE ÉLECTROLUMINESCENTE - ø5 x INTERRUPTEUR - 25 x 25 x BORNE DE BRANCHEMENT - 15 x 20 x CONNECTEUR DE BATTERIE 9 volts - 5 x 10 x BATTERIE 9 volts - 17 x 26 x CIRCUIT IMPRIMÉ PLAQUETTE CUIVRÉE 95 x 62 x 2 4 RONDELLE AIMANTÉE VINYLE MAGNÉTIQUE ø13 x 1 2 TUBE ESPACEUR ACRYLIQUE ø EXT. 8 (5/16") ø INT. 5 (3/16") x DISQUE INFÉRIEUR POLYSTYRÈNE 100 x 100 x DISQUE SUPÉRIEUR POLYSTYRÈNE 68 x 68 x SUPPORT LATÉRAL POLYSTYRÈNE 141 x 30 x DESSUS DU BOÎTIER POLYSTYRÈNE 165 x 84 x CÔTÉ DU BOÎTIER POLYSTYRÈNE 130 x 30 x FOND DU BOÎTIER POLYSTYRÈNE 130 x 64 x CÔTÉ DISSIMULATEUR POLYSTYRÈNE 70 x 30 x CÔTÉ INTERRUPTEUR POLYSTYRÈNE 70 x 30 x CÔTÉ BORNE À RESSORT POLYSTYRÈNE 70 x 30 x 3 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 E1-B TITRE : SYSTÈME D'ALARME TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : PAGE 2 de 3 Système d alarme - élève 48

50 Nº P7 E2 TITRE : SYSTÈME D'ALARME VUE DE DROITE (SANS LA PIÈCE «CÔTÉ DISSIMULATEUR» RP 3) PAGE 3 de 3 A A Système d alarme - élève 49 VUE DE DESSUS VUE DE GAUCHE VUE DE FACE COUPE A-A DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE ÉCHELLE 1:2 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1

51 CAPTEUR MAGNÉTIQUE (NORMALEMENT FERMÉ) VUE ÉCLATÉE ASSEMBLÉ BRIDE DE FIXATION DE L'AIMANT ALUMINIUM 15 x 50 (tôle mince) 35 1 BRIDE DE FIXATION DU CAPTEUR ALUMINIUM 30 x 50 (tôle mince) 34 1 AIMANT Ø30 x MASSE ACIER DOUX 5 x 30 (tôle mince) 32 1 BORNE CÖTÉ FIL ACIER DOUX 5 x 30 (tôle mince) 31 1 BORNE DE CONTACT ACIER DOUX 5 x 32 (tôle mince) 30 1 CUIVRE Nº 22 X ACRYLIQUE 10 x 10 x 70 RP NB DÉSIGNATION MATÉRIAU OBSERVATION DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 E3 TITRE : SYSTÈME D'ALARME ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : Système d alarme - élève 50

52 Dessins de détails Système d alarme - élève 51

53 CÔTÉ BORNE À RESSORT ø 7 2 TROUS ø 1,5 2 TROUS CÔTÉ INTERRUPTEUR 7.0 ø 13 2 TROUS ø 3,5 FRAISER ø CÔTÉ DISSIMULATEUR 3 1 CÔTÉ DISSIMULATEUR POLYSTYRÈNE 70 x 30 x CÔTÉ INTERRUPTEUR POLYSTYRÈNE 70 x 30 x CÔTÉ BORNE À RESSORT POLYSTYRÈNE 70 x 30 x 3 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 D1-D2-D3 TITRE : SYSTÈME D'ALARME ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1 Système d alarme - élève 52

54 FOND DU BOÎTIER ø 1,5 2 TROUS CÔTÉ DU BOÎTIER ø 1,5 5 2 CÔTÉ DU BOÎTIER POLYSTYRÈNE 130 x 30 x FOND DU BOÎTIER POLYSTYRÈNE 130 x 64 x 3 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 D4-D5 TITRE SYSTÈME D'ALARME Système d alarme - élève 53 ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1

55 ø 3,175 (1/8") ø 6, R5.0 R11.5 DESSUS DU BOÎTIER SUPPORT LATÉRAL ø SUPPORT LATÉRAL POLYSTYRÈNE 141 x 30 x DESSUS DU BOÎTER POLYSTYRÈNE 165 x 84 x 3 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 D6-D7 TITRE : SYSTÈME D'ALARME Système d alarme - élève 54 ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1

56 ø 3,175 (1/8") R34 L'EMPLACEMENT DES TROUS EST AU GRÉ DE CHACUN DISQUE SUPÉRIEUR ø 3,175 (1/8") R DISQUE INFÉRIEUR 9 1 DISQUE INFÉRIEUR POLYSTYRÈNE 100 x 100 x 3 DISQUE SUPÉRIEUR POLYSTYRÈNE 68 x 68 x 3 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 D8-D9 TITRE : SYSTÈME D'ALARME ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1 Système d alarme - élève 55

57 ø 3 2 TROUS CIRCUIT IMPRIMÉ (CÔTÉ CUIVRE) 6 Ø13 TUBE ESPACEUR RONDELLE AIMANTÉE 12 1 CIRCUIT IMPRIMÉ PLAQUETTE CUIVRÉE 95 x 62 x RONDELLE AIMANTÉE VINYLE MAGNÉTIQUE ø13 x TUBE ESPACEUR ACRYLIQUE ø EXT. 8 ( 5/16" ) ø INT. 5 ( 3/16") x 6 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 D10-D11-D12 TITRE : SYSTÈME D'ALARME ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1 Système d alarme - élève 56

58 BORNE CÔTÉ FIL BORNE DE CONTACT MASSE 5 10 PORTIONS À SOUDER FIL CORPS TROUS Ø3 2 TROUS Ø BRIDE DE FIXATION DU CAPTEUR BRIDE DE FIXATION DE L'AIMANT 20 DESSINÉ POUR LA VOIE TECHNOLOGIQUE Nº P7 D29 à D33 TITRE : SYSTÈME D'ALARME ÉCHELLE 1:1 TOLÉRANCES GÉNÉRALES ANGLES : AUTRES CÔTES : + -1 Système d alarme - élève 57

59 Gammes de fabrication Système d alarme - élève 58