L’aspirateur autonome Etude de cas en SI : La domotique HABITAT L’aspirateur autonome Le robot tondeur

Etude de cas en SI : 9h 1h30 Phase de lancement 3 x 1h30 Phase d’exploration 3 x 1h30 2 x 1h30 Phase de synthèse

Phase de lancement :(1 séance = 1h30) Présentation du thème Présentation des supports: Ex: le robot tondeur Présentation des notions abordées: la chaîne d’énergie Présentation des 3 activités pratiques Constitution des groupes: 20 élèves = 5 groupes de 4 élèves.

Le robot tondeur La tonte d’une pelouse est un travail long, fastidieux et 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: l’habitat  la domotique aménager son cadre de vie et son confort 

Documents à disposition des élèves: Le robot tondeur Documents à disposition des élèves: Un dossier technique Un dossier analyse fonctionnelle Une documentation commerciale La maquette numérique des logiciels permettant des recherches internet

Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergie ALIMENTER CONVERTIR ADAPTER DISTRIBUER Tension secteur (charge) Action ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Chaîne d’information Commandes utilisateur 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

Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergie ALIMENTER CONVERTIR ADAPTER DISTRIBUER Tension secteur (charge) Action ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Chaîne d’information Commandes utilisateur 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 Activité 2 Activité 3 Activité 1

Proposition d’organisation: Phase d’exploration:(3 séances = 4h30) Proposition d’organisation: AP 1 AP2 AP3 AP1 1h30 G1 G2 G3 G4 G5 AP: activité pratique

Activité 1 (AP1): Problématique: qu’est-ce qui fait tourner les roues et les lames? Fixation des lames par clipsage Avoir une puissance de tonte suffisante FT12 Transistors Distribuer l’énergie Permettre le changement de lame facilement Permettre la coupe 3 lames Moteurs de coupe Convertir l’énergie électrique en énergie mécanique Réducteur à engrenages Adopter une vitesse d’avance adéquate pour tondre FT11 Transistors Distribuer l’énergie Moteurs de propulsion Convertir l’énergie électrique en énergie mécanique Adapter l’énergie mécanique Permettre le déplacement au sol Roues motrices Chaîne de propulsion Chaîne de tonte

Activité 1 (AP1): Les actionneurs: le moteur à courant continu Étude du fonctionnement (logiciel automatisme) Boîte fonctionnelle, grandeurs physiques entrée/sortie et unités. (Mesures de U (voltmètre) et I (pince ampère métrique)) Les pré actionneurs: le transistor Recherche sur le composant (internet) Boîte fonctionnelle, grandeurs physiques entrée/sortie et unités. Retrouver ces composants sur le schéma de la carte de commande

Activité 1 (AP1): U U Comment se fait le changement de sens de rotation d’un moteur de la chaîne de propulsion?

Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergie ALIMENTER CONVERTIR ADAPTER DISTRIBUER Tension secteur (charge) Action ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Chaîne d’information Commandes utilisateur 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 Activité 2

Activité 2 (AP2): Problématique: quels sont les réglages pour la hauteur de tonte ? Introduction: Expliquer les réglages possibles Réglage roues arrières: berceau Réglage roue avant: roue jockey 6 positions de 6 mm chacune 3 positions de 15 mm chacune Caractériser les réglages

Activité 2 (AP2): Réglage avant: Déplacement vertical maxi ? Simulation grâce à Motion en entrant la vitesse de rotation de l’écrou et le temps de simulation. Observation du mouvement obtenu. - courbe Maquette conforme à la réalité? 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.

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.

Organisation globale d’un système technique: la chaîne d’énergie ALIMENTER CONVERTIR ADAPTER DISTRIBUER Tension secteur (charge) Action ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Chaîne d’information Commandes utilisateur 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 Activité 3

étude d’un engrenage grâce aux légos Mindstorms Activité 3: Problématique: vérifier la vitesse de déplacement du robot tondeur annoncée par le constructeur étude d’un engrenage grâce aux légos Mindstorms Pignon 1 Roue 2 Pignon 2’ Roue 1’

application au réducteur du robot tondeur: Activité 3: application au réducteur du robot tondeur: Moteur électrique 2 3 1 4 5 6 Roue (Ø de la roue : 240 mm) Cdcf vérifié? Nmoteur  rglobal  N6/0 = Nroue/sol  Vroue/sol

Phase de synthèse :(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 - domotique Merci pour votre attention.