Autour de nous, de nombreux systèmes fonctionnent sans intervention visible de l’Homme. Ils semblent fonctionner « tout seuls ». On les croise en ville, sur les routes, dans les grandes surfaces, etc.

SEQ 2 Comment sécuriser un habitat ?

fiche séquence prof

Fiche_sequence_2_-_comment_sécuriser_un_habitat

Compétences principales (CT) Imaginer des solutions en réponse au besoin, matérialiser une idée en intégrant une dimension design.
Compétences associées Identifier un besoin et énoncer un problème technique ; identifier les conditions contraintes et ressources correspondantes, qualifier et quantifier simplement les performances d’un OT existant ou à créer. Imaginer des solutions pour produire des objets et des éléments de programmes informatiques en réponses au besoin.
Connaissances Besoins, contraintes et normalisation.

Principaux éléments d’un cahier des charges.

 

Représentation de solutions.

 

SEANCE 1 Domotique et besoin

Qu’est que la domotique ?

On pourrait donner comme définition : Ensemble des techniques de gestion automatisée appliquées à l’habitation (confort, sécurité, communication). source : https://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/domotique/26402

La domotique se retrouve partout dans les habitations et rend de nombreux services, comme par exemple l’amélioration de la sécurité des personnes, la possibilité d’un grand confort, une gestion plus efficace de l’énergie, l’amélioration de la communication entre les personnes.

 

  1. UN OBJET : LA REPONSE A UN BESOIN

besoin

exemples-cahier-charges (1) (1)

Rappel : Définition de besoin : c’est un manque, une nécessité ressentie par l’Homme.

L’homme crée des ………………. afin de répondre à ses ……………………….

La ou les personne (s) en charge de réaliser les objets s’appellent des ……………………………………….

Ces personnes étudient le besoin de l’objet et vont définir l’ensemble des fonctions de ……………………..     de cet objet.  Chaque fonction de service est une réponse plus ou moins simple à un problème donné de l’objet.  La fonction de service va à son tour définir les fonctions et solutions techniques de l’objet.

exemple de représentation du besoin : la bête à cornes

Présentation générale du projet

Situation problème :

Une famille vient de faire construire une maison mais l’entrée des voitures sur le terrain n’est pas encore définie. La route est très fréquentée et il n’est pas possible de se garer sur le trottoir.

Problématique : Quel système peut-elle installer afin de sécuriser et de fermer le passage entre le trottoir et le terrain

Comment énoncer le besoin de sécuriser une habitation pour répondre à notre situation problème ?

 

activités :

S1_presentation_problemeS2_

analyse_besoin_elev

  1. FONCTION D’USAGE

La fonction d’usage d’un objet est obtenue en répondant à la question : « A quoi sert l’objet ? ».

Le besoin auquel répond un objet définit sa fonction d’……………………….  pour son utilisateur.

  1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Le principe de fonctionnement d’un objet est obtenu en répondant à la question : « Comment ça marche ? »

Tu devras expliquer pourquoi l’Homme a jugé utile de créer des portails automatisés et comment ce type de système fonctionne.

Quel est le principe de fonctionnement du portail automatisé ?

activité : « Quelles sont les différences entre un portail manuel et un portail automatisé ? », + réaliser un croquis du portail du collège.

act comparaison portails et fonctionnement

  1. FONCTION D’ESTIME

La fonction d’estime d’un objet est obtenue en répondant à la question : « Est-ce que l’objet me plaît et pourquoi il me plaît ?

La fonction d’estime est liée aux goûts de l’utilisateur. Regarder le site internet et répondre à la question « Comment faire le bon choix d’un portail pour son habitation ? Quels critères retenir sur le choix d’un portail pour une habitation au centre-ville sur rue passante en lien avec le projet ?

activité a faire à la maison ou en salle info :

https://conseil.manomano.fr/comment-choisir-son-portail-209

activité recherche fonction estime portail

Exemple de fonction d’estime d’un portail : …………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………

Concernant la forme, la couleur, le matériau choisi, on parle d’…………………….….. de l’objet.

Les personnes responsables de déterminer ses critères dans le but de créer l’objet final s’appellent des  …..……………

  1. FONCTION DE SERVICE

Elle représente une action de l’objet technique pour répondre au besoin de l’utilisateur. Comment l’écrire ? On utilise un verbe à l’infinitif qui dit ce que fait l’objet suivi par un complément sur qui ou sur quoi agit l’objet.

On distingue les fonctions de service principales et les fonctions de service contraintes. Les fonctions de service principales sont la raison d’être de l’objet. Les fonctions de service contraintes adaptent le produit au milieu extérieur et limite les libertés du concepteur (normes, prix, sécurité…).

Afin de définir l’ensemble des fonctions de service d’un objet technique, les concepteurs vont avoir recours à la représentation fonctionnelle de cet objet par rapport à son environnement appelée diagramme pieuvre.

Il faut déterminer tous les éléments qui interagissent avec l’objet et énoncer pour chacun d’entre eux la fonction de service qui les lie à l’objet.

Réaliser les fiches suivantes :

S3_analyse_fonctionnelle_elev

S4_CDCF1_elev

Exemple de niveaux de critères (valeur physique) et leur flexibilité (intervalle de tolérance)

Voir fiche ressource synthèse prof.

PRESENTATION-CONNAISSANCES_2 portail cdcf

  1. LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL

Qu’est-ce qu’un Cahier des Charges ?

Le cahier des charges fonctionnel (CdCF) est un document formulant le besoin, au moyen de fonctions détaillant les services rendus par un produit et les contraintes auxquelles il est soumis.

Il comprend les documents étudiés dans le projet.

SEANCE 2 fonctions et solutions techniques

  1. FONCTIONS TECHNIQUES, BLOCS FONCTIONNELS ET SOLUTIONS TECHNIQUES RETENUES

Un objet technique possède généralement plusieurs parties qui ont chacune un rôle différent et complémentaire. Elles remplissent chacune une fonction technique. Une fonction technique s’écrit sous la forme d’un verbe suivi d’un complément.

Une solution technique est une solution à une fonction technique.  Plusieurs solutions techniques peuvent satisfaire une même fonction technique.

Un bloc fonctionnel est constitué d’un ensemble de plusieurs composants assurant ensemble une fonction technique de l’objet. Il reprend généralement le nom de la fonction technique associée souvent résumé en un verbe d’action.

Petite animation interactive pour comprendre le fonctionnement du portail automatisé

(vous devez accepter la lecture en mode flash) sur navigateur mozilla firefox si pb avec google.

taper « ressources traam dijon portail » dans la recherche internet.

http://technologie.ac-dijon.fr/ressources/TRAAM/Didapage/

source : TRAAM ACADEMIE DE DIJON

Comment choisir une solution technique ?

S4_CDCF1_elev

Portail automatique, vérification des acquis :

Quel est le composant qui reçoit les signaux ?…………………………………………………………………………….

Quel est la fonction technique utilisée dans le portail automatique et qui répond à la solution technique « moteur électrique » ?  ………………………

CONSOLIDATION : diaporama cours révision sur le cdcf

https://slideplayer.fr/slide/1139714/

SEANCE 3 chaine d’information et chaine d’énergie

Problématique : Comment fonctionne un système automatisé ?

  1. Chaîne d’information et chaîne d’énergie

ressourcesDIAPO_chaine_information_energie

Un système automatisé

Un système automatisé est composé de plusieurs éléments qui exécutent un ensemble de tâches programmées sans que l’intervention de l’homme ne soit nécessaire.
Exemples : le passage à niveau automatique, la porte de garage, etc.

Schéma d’un système automatisé :

La chaîne d’information

Définition d’une chaîne d’information : c’est la partie du système automatisé qui capte l’information et qui la traite.

On peut découper cette chaîne en plusieurs blocs fonctionnels, c’est-à-dire en un ensemble de plusieurs composants assurant ensemble une fonction technique de l’objet.  Le nom de chaque bloc fonctionnel reprend généralement le nom de la fonction technique associée souvent résumé en un verbe d’action.

Schéma de principe de la chaîne d’information

 Acquérir : Fonction qui permet de prélever des informations à l’aide de capteurs.

Traiter : C’est la partie commande composée d’un automate ou d’un microcontrôleur.

Communiquer : Cette fonction assure l’interface l’utilisateur et/ou d’autres systèmes.

Transmettre : Cette fonction assure l’interface avec l’environnement de la partie commande.

Donne le nom des blocs fonctionnels qui composent la chaîne d’information ? 

Attention : Tu dois les apprendre par cœur !

Consolidation : act supplémentaire pour réviser

Réaliser les activités techno Nathan et répondre aux questions !

QUESTIONS

1– Quels est l’intérêt d’avoir l’éclairage public qui s’éteigne pendant la nuit ?

2– Quel est le composant qui mesure la luminosité ?

3– Quels sont les deux rôles de la carte électronique ?

4– Le capteur de température va fournir un signal pour quantifier la température. A votre avis, quelle sera la nature de ce signal ?

5– Dans un ordinateur, quel est la partie qui réalise la fonction « Traiter »?

6– Quels sont les deux composants représentés qui réalisent la fonction « Acquérir » de la chaîne d’information ? Lequel des deux permet de recevoir un ordre de l’utilisateur ?

7– Quel est le composant qui réalise la fonction « Distribuer » de la chaîne d’énergie ?

8– Quels est le composant qui transmet le mouvement du moteur à la cabine ? Quelle est la nature du mouvement mis en jeu dans cette transmission ?

9– Quelle est la fonction du moteur dans la chaîne d’énergie ?

La chaîne d’énergie

Définition d’une chaîne d’énergie : dans un système automatisé, on appelle une chaîne d’énergie l’ensemble des procédés qui vont réaliser une action.

On peut découper cette chaîne en plusieurs blocs fonctionnels.

Bien que les énergies utilisées soient de natures variées, le principe de fonctionnement des objets techniques est souvent le même. En effet, la plupart des appareils sont amenés à s’alimenter en énergie, à la distribuer, à la convertir et à la transmettre. Généralement, ces différentes fonctions sont assurées par des composants spécifiques.

Schéma de principe de la chaîne d’énergie

 Alimenter : Mise en forme de l’énergie externe en énergie compatible pour créer une action.

Distribuer : Distribution de l’énergie à l’actionneur réalisée par un distributeur ou un contacteur.

Convertir : L’organe de conversion d’énergie appelé actionneur peut être un vérin, un moteur…

Transmettre : Cette fonction est remplie par l’ensemble des organes mécaniques de transmission de mouvement et d’effort : engrenages, courroies, accouplement, embrayage…..

Donne le nom des blocs fonctionnels qui composent la chaîne d’énergie dans le schéma ? 

Attention : Tu dois les apprendre par cœur !

QUESTIONS

  1. Combien de blocs fonctionnels composent la chaîne d ‘énergie ? Citez-les.
  2. A quel bloc fonctionnel associez-vous l’action d’un système engrenage ?
  3. Associez à chaque bloc fonctionnel de la chaîne d’énergie le nom du composant mis en jeu pour la borne escamotable.

Maintenant compléter le diagramme sur le portail, il sera à apprendre par cœur pour l’évaluation 

Synthèse à imprimer : 

SYNTHESE Chaîne d’info et energie

Bilan des acquis – remédiation / consolidation

L’aspirateur robot, nouveau venu chez les aspirateurs, génère de nombreuses questions.

[TEST #10] Robot aspirateur Roomba 980

révision le besoin : tondeuse CDCF

quiz pour réviser le cdcf :

Le cahier des charges du robot aspirateur quiz

diaporama du fonctionnement en détails

1COURS_analyse_structurelle-robot aspi

  1. Les systèmes automatisés (pour en savoir plus)

Taper sur google : les systèmes automatisés

Regarder les explications sur le site  pour bien comprendre le fonctionnement :

http://www.techno-logique.com/AUT-systemes-automatiques.shtml

sur google taper : les systemes automatises (si pb avec le lien suivant)

 http://www.kingkongevenement.com/cbruneau/perso/frames/p  agetechno/atelecharger/automatisme/4eme-systemes_automatises.pdf

http://ekladata.com/AQwZ5Cxz1Y-oUFQyZn2rEpsRzlE/Les-Systemes-Automatises.odp

ou demander le diaporama au professeur

Comment fonctionne tous les systèmes automatisés ?

Donner la définition d’un automatisme : …………………………………………………………………………………………

Comment cela fonctionne ?

La partie commande

La partie «intelligente» du système doit fonctionner de façon autonome (toute seule), c’est pour cette raison qu’un opérateur doit la programmer.

 

Il existe différents langages de programmation qui ressemblent tous au final à quelque chose comme cela :

Si il y a ça …                      

            alors faire ceci                                                

                                    sinon faire cela

Tant qu’il y a cela                              

                                    faire …

Pour décrire ce que doit accomplir le programme nous utilisons un algorithme (ou organigramme). Cet organigramme doit être le plus logique possible et doit prendre en compte tous les cas de figures que le système peut prendre. Une fois l’algorithme (organigramme) défini, l’étape suivante est de coder le programme dans le bon langage afin que la partie commande «comprenne» ce qu’elle doit faire en fonction de l’état des capteurs.

L’Interface

Pour que les ordres et les informations puissent circuler entre les parties commandes et opératives, les câbles de liaison sont parfois insuffisants.
Il faut alors placer une interface entre la partie commande et la partie opérative (cette interface est un circuit électronique qui permet de traduire les ordres et informations entre les deux parties).

Exercices structuration des connaissances :

Représentation de solutions (si bases acquises sur scratch)

Simulation d’un portail sur scratch : Ouvrir le fichier « portail_auto_coulissant_eleve » pour récupérer le portail scratch avec les éléments

Essayer de trouver l’ algorithme pour faire fonctionner le portail automatisé (avec vos acquis de l’an dernier sur scratch), un coup de pouce sera donné après 15 min de réflexion.

Si l’activité n’est pas validé en totalité par tous, on reverra lors de la prochaine « séquence Jeux vidéo scratch » le logiciel pour approfondir les algorithmes.

différentiation : Essayer pour les plus avancés de faire les deux niveaux

 

 

Fiches connaissances associées DIC11_Besoin-contrainte-norme

DIC12_Cahier-des-charges

dic14_organisation-projet

msost13_structure-systeme

msost12_fonctions-solutions

 

 

EVALUATION

evaluation automatismes et cdcf