seminaire academique toul - 27 mai 2010 reforme du lycee la classe de seconde enseignement...

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 :





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





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)





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





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





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








Action






Moteurs de tonte



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





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





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


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






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






Comment se fait le changement de sens de rotation d’un moteur de la

chaîne de propulsion?

UU








Action






Moteurs de tonte



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






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





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?





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.








Action






Moteurs de tonte



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





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





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?





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.





Thème: l’habitat - domotiqueThème: l’habitat - domotique

Merci pour votre attention.Merci pour votre attention.

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Documents

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