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SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Etude de cas en SI :Etude de cas en SI :
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Etude de cas en SI : Etude de cas en SI : 9h9h
1h30
2 x 1h30
3 x 1h30
Phase de lancement
Phase d’exploration
Phase de synthèse
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Présentation du thèmePrésentation du thèmePrésentation des supports:Présentation des supports:
Ex: le robot tondeurEx: le robot tondeur
Présentation des notions abordées: la Présentation des notions abordées: la chaîne d’énergiechaîne d’énergie
Ex: le robot tondeurEx: le robot tondeur
Présentation des 3 activités pratiquesPrésentation des 3 activités pratiquesEx: le robot tondeurEx: le robot tondeur
Constitution des groupes: Constitution des groupes: 20 élèves = 5 groupes de 4 élèves.20 élèves = 5 groupes de 4 élèves.
Phase de lancement Phase de lancement :(1 séance = 1h30):(1 séance = 1h30)
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Le robot tondeurLe robot tondeur
La tonte d’une pelouse est un travail long, fastidieux et La tonte d’une pelouse est un travail long, fastidieux et répétitif, souvent synonyme de perte de temps. répétitif, souvent synonyme de perte de temps.
Question sociétale: L’idéal ne serait-il pas
d’avoir une tondeuse nécessitant peu d’entretien et se chargeant du travail à votre
place ?
Thème: Thème: l’habitat l’habitat la domotique la domotique aménager son cadre de vie et son confortaménager son cadre de vie et son confort
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Documents à disposition des élèves:Documents à disposition des élèves:
Un dossier techniqueUn dossier technique
Un dossier analyse fonctionnelleUn dossier analyse fonctionnelle
Une documentation commercialeUne documentation commerciale
La maquette numériqueLa maquette numérique
des logiciels permettant des recherchesdes logiciels permettant des recherches
internetinternet
Le robot tondeurLe robot tondeur
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Organisation globale d’un système Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergietechnique: la chaîne d’énergie
ALIMENTER CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER
Tension secteur (charge)
Action
ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER
Chaîne d’information
Commandes utilisateur
CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER Action
Chaînes d’énergie
Moteurs de tonte
Liaison complète avec clips
Moteurs de propulsion
Réducteur
Batterie
Lames à l’arrêt
Lames en rotation
Roues à l’arrêt
Roue(s) en rotation
Pelouse non
tondue
Pelouse tondue
Transistors
Transistors
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REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Organisation globale d’un système Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergietechnique: la chaîne d’énergie
ALIMENTER CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER
Tension secteur (charge)
Action
ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER
Chaîne d’information
Commandes utilisateur
CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER Action
Chaînes d’énergie
Moteurs de tonte
Liaison complète avec clips
Moteurs de propulsion
Réducteur
Batterie
Lames à l’arrêt
Lames en rotation
Roues à l’arrêt
Roue(s) en rotation
Pelouse non
tondue
Pelouse tondue
Transistors
Transistors
Activité 1
Activité 2
Activité 3
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Phase d’explorationPhase d’exploration::(3 séances = 4h30)(3 séances = 4h30)
Proposition d’organisation:
AP 1 AP2 AP3 AP1 AP2 AP3
1h30 G1 G2 G3 G4 G5
1h30 G2 G3 G1 G4 G5
1h30 G3 G1 G2 G5 G4
AP: activité pratique
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 1 (AP1):Activité 1 (AP1):
Problématique: qu’est-ce qui fait tourner les Problématique: qu’est-ce qui fait tourner les roues et les lames?roues et les lames?
Réducteur à engrenages
Adopter une vitesse
d’avance adéquate pour
tondre FT11
TransistorsDistribuer l’énergie
Moteurs de propulsion
Convertir l’énergie
électrique en énergie
mécanique
Adapter l’énergie
mécanique
Permettre le déplacement au
sol
Roues motrices
Fixation des lames
par clipsage
Avoir une puissance de
tonte suffisante
FT12
TransistorsDistribuer l’énergie
Permettre le changement de
lame facilement
Permettre la coupe 3 lames
Moteurs de coupe
Convertir l’énergie électrique en
énergie mécanique
Chaîne de propulsion Chaîne de tonte
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THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 1 (AP1):Activité 1 (AP1):
Les actionneurs: le moteur à courant continu
Les pré actionneurs: le transistor
Étude du fonctionnement (logiciel automatisme) Boîte fonctionnelle, grandeurs physiques entrée/sortie et unités.(Mesures de U (voltmètre) et I (pince ampère métrique))
Recherche sur le composant (internet) Boîte fonctionnelle, grandeurs physiques entrée/sortie et unités. Retrouver ces composants sur le schéma de la carte de commande
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 1 (AP1):Activité 1 (AP1):
Comment se fait le changement de sens de rotation d’un moteur de la
chaîne de propulsion?
UU
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Organisation globale d’un système Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergietechnique: la chaîne d’énergie
ALIMENTER CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER
Tension secteur (charge)
Action
ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER
Chaîne d’information
Commandes utilisateur
CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER Action
Chaînes d’énergie
Moteurs de tonte
Liaison complète avec clips
Moteurs de propulsion
Réducteur
Batterie
Lames à l’arrêt
Lames en rotation
Roues à l’arrêt
Roue(s) en rotation
Pelouse non
tondue
Pelouse tondue
Transistors
Transistors
Activité 2
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THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 2 (AP2):Activité 2 (AP2):
Problématique: quels sont les réglages pour la Problématique: quels sont les réglages pour la hauteur de tonte ?hauteur de tonte ?
Expliquer les réglages possibles
Introduction:
Caractériser les réglages
Réglage roue avant: roue jockey
Réglage roues arrières: berceau
6 positions de 6 mm chacune
3 positions de 15 mm chacune
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THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 2 (AP2):Activité 2 (AP2): Réglage avant:
-Simulation grâce à Motion en entrant la vitesse de
rotation de l’écrou et le temps de simulation.
-Observation du mouvement obtenu.
- courbe
Déplacement vertical maxi ?
-Mesure du pas sur maquette numérique.
- calcul de la hauteur de réglage à partir
des données de vitesse de rotation et de
temps.
- comparaison avec données constructeur.
Maquette conforme à la réalité?
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THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 2 (AP2):Activité 2 (AP2): Réglage arrière:
- Simulation sous Motion en entrant la
vitesse du berceau et le temps de
simulation.
- Obtention des positions mini et maxi du
berceau.
Déplacement = hauteur du réglage arrière.
- Comparaison données constructeur
Maquette conforme à la réalité.
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THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Organisation globale d’un système Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergietechnique: la chaîne d’énergie
ALIMENTER CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER
Tension secteur (charge)
Action
ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER
Chaîne d’information
Commandes utilisateur
CONVERTIR ADAPTERDISTRIBUER Action
Chaînes d’énergie
Moteurs de tonte
Liaison complète avec clips
Moteurs de propulsion
Réducteur
Batterie
Lames à l’arrêt
Lames en rotation
Roues à l’arrêt
Roue(s) en rotation
Pelouse non
tondue
Pelouse tondue
Transistors
Transistors Activité 3
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Activité 3:Activité 3:
Problématique: vérifier la vitesse de déplacement du Problématique: vérifier la vitesse de déplacement du robot tondeur annoncée par le constructeur robot tondeur annoncée par le constructeur
étude d’un engrenage grâce aux légos Mindstorms
Pignon 2’
Roue 1’Pignon 1
Roue 2
'2
'1
1
2
'
''
Z
Z
N
Nr
2
1
1
2
Z
Z
N
Nr
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THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Moteur électrique
2
3
1
4
56
Roue(Ø de la roue : 240 mm)
0
application au réducteur du robot tondeur:
Activité 3:Activité 3:
Nmoteur rglobal N6/0 = Nroue/sol Vroue/sol Cdcf vérifié?Cdcf vérifié?
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Phase de synthèse Phase de synthèse ::(2 séances = 3h00)(2 séances = 3h00)
1ère séance: 3 groupes présentent leur synthèse d’une activité puis discussion avec tous les élèves
2ème séance: formalisation des notions abordées dans l’étude de cas par le professeur.
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
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Enseignement d’Exploration SISciences de l’Ingénieur
THEMATIQUE: la DOMOTIQUEPROJET: ROBOT TONDEUR
Thème: l’habitat - domotiqueThème: l’habitat - domotique
Merci pour votre attention.Merci pour votre attention.