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Confort et domotique

La principale difficulté est de trouver un module de programmation qui réponde aux critères suivants : ● coût ● pérennité (communauté du libre) ● transfert vers le lycée ● simplicité de programmation ● modularité, nombreuses E/S ● organisation pour le réseau Interface arduino

mais programmation par le code

Interface Easycon


Confort et domotique

Programmation par organigramme pour simplifier et permettre la découverte des automatismes le plus tôt possible :


Confort et domotique Progression 5ème : début de la domotique en fin d'année sur un élément simplissime. Exemple : dans un espace aménagé, rajouter sur la maquette un module (genre manège) qui fonctionne seul. Ou bien préparer l'éclairage automatisé de l'espace. Puis commencer à parler prog avec eux (→ passerelle avec le thème de 4ème). 4ème : maquette préparée, les élèves n'ont plus qu'à charger le plugin ● modification de programme existant simple, on charge sur l'arduino (serveur) du prof qui évalue/conseille (ou bien sur une maquette fixe d'exemple comme le portail coulissant) ● efficacité énergétique et programmes pour minimiser les dépenses d'énergie ● répartition de tâches d'un projet collectif : sur une même maquette, répartition de tâches, chaque groupe de 4 ou 5 élèves programme et envoie sur l'arduino central (notion de sous programme), ils câblent et vérifient. Exemple : ● bornes 1 à 6 : portail battant ● bornes 7 à 12 : plate forme 3ème : ils font tout ! Analyse fonctionnelle, CdC, FT à résoudre, BF à inventer Analyse de capteurs/actionneurs 1 arduino par équipe : attribution des tâches (BF) Fil rouge cohérent Progression concrète des niveaux de taxonomie et du glissement de la démarche d''investigation vers la démarche de projet Répartition (glissements si besoin ?) des connaissances sur les niveaux


Confort et domotique Fil rouge de l'année :

Un club, ou une association sportive, vient d'obtenir des fonds pour construire une extension attenante au gymnase afin d'héberger les salles de réunion et ainsi devenir un centre de formation. Les élèves possèdent un cahier des charges : ● dimensions maxi (maquette prof sans aucun mur) ● aménagements à inventer ● 2 salles de réunion ● espace détente pourvu d'une cuisine ● sanitaires


Confort et domotique 1ère partie de l'année : projet par équipe de 4 ou 5 élèves

Création de l'extension ● les élèves imaginent ce centre sportif et en réalisent les cloisons en CFAO (elles doivent pouvoir s'emboîter, rester fixées) Processus de réalisation


Confort et domotique 1ère partie de l'année : projet par équipe de 4 ou 5 élèves

Création de l'extension ● les élèves imaginent ce centre sportif et en réalisent les cloisons en CFAO (elles doivent pouvoir s'emboîter, rester fixées) ● ils modélisent l'aménagement sous SweetHome3D CGI de 5ème si pas eu le temps de la faire l'an passé.


Confort et domotique 1ère partie de l'année : projet par équipe de 4 ou 5 élèves

Création de l'extension ● les élèves imaginent ce centre sportif et en réalisent les cloisons en CFAO (elles doivent pouvoir s'emboîter, rester fixées) ● ils modélisent l'aménagement sous SweetHome3D CGI de 5ème si pas eu le ● sous Sketchup le positionner près du gymnase temps de la faire l'an passé.

● ●

implantation des cloisons dans la maquette réelle photos et captures d'écran en vue de la revue de projet


Confort et domotique 1ère partie de l'année : projet par équipe de 4 ou 5 élèves

Réflexion sur l'extension pour la rendre « plus écolo » ● analyse de la « bonne maison » : les élèves regardent la vidéo et complètent le document d'analyse ● le professeur complète avec les élèves la synthèse (lecture de la ressource, « bons gestes » : orientation, ouvertures, …) ● fiche connaissance – rappels sur les énergies ● les élèves doivent modifier ce nouveau bâtiment grâce à ces nouveaux paramètres : ● orientation ● aménagement Énergies ● ouvertures ● les élèves le positionnent au bon endroit (attention au nord ! Et au parking !)

Nord


Confort et domotique 1ère partie de l'année : projet par équipe de 4 ou 5 élèves

Réflexion sur l'extension pour la rendre « plus écolo » ● revue de projet avant/après Projet initial

Projet modifié pour profiter des économies passives

Habitat, aménagé, en 3D grâce à SweetHome3D

Habitat nouvelle version, aménagé, en 3D grâce à SweetHome3D

Capture du plan, en 2D, de SweetHome3D

Capture du plan réaménagé, en 2D, de SweetHome3D

Photo(s) de la maquette

Photo(s) de la maquette dans sa nouvelle configuration

Oral de revue de projet Les élèves explicitent leurs idées en s'appuyant sur les captures des fichiers Sketchup & SweetHome 3D, ainsi que sur leur réalisation.


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Accessibilité – nouvelle situation problème ● En plus d'être centre sportif, l'association diffuse de l'information pour s'ouvrir aux handicapés : http://www.videobadminton.com/presentation.html Le handibad, comment ?? Disposer d'un gymnase accessible. Disposer d'un court de Badminton classique. Avec quelques adaptations de bon sens sur le plan pédagogique et sécuritaire, il est très simple d'intégrer une personne handicapée dans son club, lors des créneaux d’entraînements valides. Des règles adaptées à chaque handicap existent pour permettre la pratique. Seules les personnes se déplaçant dans un fauteuil roulant ont besoin de matériel adapté leur assurant une totale sécurité : afin d'éviter toute chute en reculant, une roulette "anti-bascule" doit être placée à l'arrière du fauteuil.


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Accessibilité – nouvelle situation problème ● les élèves listent les solutions qu'ils connaissent pour faciliter l'accès au bâtiment ● ils doivent modifier la modélisation de l'aménagement sous SweetHome3D en respectant les normes (voir document ressource sur les contraintes ministérielles pour les bâtiments recevant du public)


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Accessibilité – nouvelle situation problème ● quels problèmes se posent à une personne à mobilité réduite ? le terrain n'est pas droit

Attention au relief ! Les élèves doivent recopier leur aménagement dans ce nouveau bâtiment, dont le modèle est fourni par le professeur.


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Domotisation pour faciliter l'accessibilité ● besoin d'appareils commandés, découverte des capteurs ● analyse des problèmes et solutions à apporter ● automatisation des points clés : ● portail d'entrée ● porte d'entrée du bâtiment ● ascenseur ● efficacité énergétique ● matériaux ● éclairages intérieurs et extérieurs (comment le couper automatiquement ?) ● pour aller plus loin : accessibilité autre que pour les PMR (alarme sonore ET visuelle, etc) Exemple avec la maquette A4 Point de départ/découverte par une maquette simple, mais dans laquelle il manque des éléments. Premier travail de conception pour les élèves.


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Domotisation pour faciliter l'accessibilité ● les élèves testent la maquette (sans capteurs), voient que des problèmes se posent ● ils posent des capteurs sur la maquette, guidés par l'enseignant qui a prévu le programme ● ils rajoutent ensuite une LED clignotante et modifient le programme

Exemple avec la maquette A4

Consultation et Gestion de l'Information


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Domotisation pour faciliter l'accessibilité ● ils testent différents capteurs et découvrent les phénomènes captés par l'automate ● ils posent des capteurs sur la maquette, guidés par l'enseignant qui a prévu le programme

Consultation et Gestion de l'Information


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Domotisation pour faciliter l'accessibilité ● les élèves doivent automatiser des points clés du bâtiment : ● portail d'entrée ● porte d'entrée du bâtiment ● ascenseur ● pour cela ils analysent des systèmes automatisés qu'ils connaissent pour en faire les représentations fonctionnelles et repérer les chaînes d'énergie/d'information Analyse fonctionnelle


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Répartition du travail d'analyse et de conception ● les élèves modifient et réalisent des pièces ● ils programment chaque maquette ● Ils font ensuite la mise en commun de leurs travaux pour obtenir une maquette globale du bâtiment domotisé Consultation et Gestion de l'Information

Manque de place !


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Efficacité énergétique ● les élèves doivent choisir l’éclairage du bâtiment pour que celui-ci ait la meilleure efficacité énergétique possible ● tests pour savoir quel type de lampe est la plus efficace énergétiquement ? Énergies

www.tourreau-techno.fr Automatiser un éclairage ● analyse de l’exemple de la commune de Vif dont une part de l’éclairage public ne se déclenche qu’à l’approche de passants http://www.roulonspourlavenir.com/emission_de_solution.php?id_vid=312 ● les élèves décident de l’implantation, fabriquent leurs lampadaires et pilotent, grâce aux capteurs choisis, un éclairage extérieur ’’intelligent’’ ● ils devront ensuite exposer leur projet


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Evolution dans le temps des systèmes d'éclairage ● après avoir vu l'efficacité énergétique de l'éclairage, les élèves repèrent les étapes de l'évolution de l'OT en réalisant une frise chronologique ● ils comparent les choix esthétiques ergonomiques Evolution de l'OT


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Dans un souci d'efficacité énergétique (après l'éclairage) : ● les élèves mettent en place des tests sur des matériaux ● ils classent ceux-ci suivant les propriétés thermiques ● ils vérifient quel matériaux serait le plus adéquat pour un chauffe eau solaire

Matériaux


Confort et domotique 2ème partie de l'année : accessibilité et domotisation

Améliorations personnelles ● la domotisation nécessaire est finie ● l'accessibilité ne concerne pas que les PMR, les élèves doivent aussi réfléchir aux alarmes incendie pour mal voyants, etc... ● les élèves sont libres d'améliorer avec leurs propres scénarios à condition de décrire leur scénario, réaliser le programme, fabriquer leur solution, lister les capteurs et actionneurs nécessaires

Exemple d'une amélioration indispensable : quand je rentre et que j'allume la lumière, cela déclenche la rotation de la boule à facettes !


Confort et domotique

MERCI DE VOTRE ATTENTION !


1. Analyse et conception de l'OT

6° 5° 4° 3° Connaissances 6°

Besoin. 3° Besoin

6° 3° 6°

Niveau 1 3 1

Critères d’appréciation Niveau

2

Définir les critères d’appréciation d’une ou plusieurs fonctions

Principe général de fonctionnement.

2 1 1

Décrire le principe général de fonctionnement d’un objet technique Identifier les principaux éléments qui constituent l’objet technique. Décrire sous forme schématique le fonctionnement de l'objet technique

Représentation fonctionnelle

2

Associer à chaque bloc fonctionnel les composants réalisant une fonction

Représentation fonctionnelle Fonction technique, solution technique.

Solutions techniques

2 1

Identifier des solutions techniques qui assurent une fonction technique.

1

Identifier la solution technique retenue pour réaliser une fonction de service

1

3 Solution technique

2 3 3

3° Solution technique

3 3 1

Établir un croquis du circuit d'alimentation énergétique et un croquis du circuit informationnel d'un objet technique Énoncer et décrire sous forme graphique des fonctions que l’objet technique doit satisfaire Dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d’usage.

2

2

Mettre en relation besoin et objet technique. Formaliser sans ambiguïté une description du besoin Identifier les composantes de la valeur d’un objet technique : prix, fiabilité, disponibilité, délai.

Valeur

3 3°

Capacités

Contraintes 1

Comparer, sur différents objets techniques, les solutions techniques retenues pour répondre à une même fonction de service. Modifier tout ou partie d’une structure ou d’un assemblage pour satisfaire une fonction de service donnée Réaliser cette modification à l’aide d’un logiciel. Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée Choisir et réaliser une solution technique Proposer des solutions techniques différentes qui réalisent une même fonction Proposer des solutions techniques différentes qui réalisent une même fonction Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée Mettre en relation les contraintes à respecter et les solutions techniques retenues. Relier les choix esthétiques au style artistique en vigueur au moment de la création

Contraintes liées : - au fonctionnement - à la sécurité - à l'esthétique - à l'ergonomie - au développement durable

2

Mettre en relation des contraintes que l'objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues

Contraintes économiques : coût global

1

Identifier les éléments qui déterminent le coût de l'objet technique

3

Dresser la liste des contraintes à respecter

3

Pour quelques contraintes choisies, définir le niveau que doit respecter l’objet technique à concevoir

2

Évaluer le coût d’une solution technique et d’un objet technique dans le cadre d’une réalisation au collège

Contraintes liées : - au fonctionnement et à la durée de vie ; - à la sécurité ; - à l’esthétique et à l’ergonomie ; - à l’impact environnemental et au développement durable ; - aux aspects économiques :

Classement par approche et par connaissance

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1. Analyse et conception de l'OT 3° 5°

Cahier des charges simplifié

2

Contexte social et économique

1

Contexte social et économique

2

Croquis, schéma, codes de représentation

2

Modélisation du réel et représentation en conception assistée par ordinateur

3

Représentation structurelle : modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique)

Informations et caractéristiques techniques 4°

1

Mode de représentation : croquis, vues 2D, perspective, modèle numérique 3D.

Représentation 3° structurelle. Modélisation du réel 6°

1

Planification des activités Planification, antériorité, 3° chronologie des opérations

2

1

2 2

Rédiger ou compléter un cahier des charges simplifié de l’objet technique Identifier, de manière qualitative, l’influence d’un contexte social et économique sur la conception et la commercialisation d’un objet technique simple. Relier les choix esthétiques au style artistique en vigueur au moment de la création Traduire sous forme de croquis l’organisation structurelle d’un objet technique Identifier, à partir d’une représentation, les éléments qui assurent une fonction technique. Décrire graphiquement à l’aide de croquis à main levée ou de schémas le fonctionnement observé des éléments constituant une fonction technique. Traduire sous forme de croquis l’organisation structurelle d’un objet technique Traduire sous forme de schéma les fonctions assurées par un objet technique Réaliser la maquette numérique d’un volume élémentaire. Modifier une représentation numérique d’un volume simple avec un logiciel de conception assistée par ordinateur Associer une représentation 3D à une représentation 2D

3

Créer une représentation numérique d'un objet technique simple avec un logiciel de conception assistée par ordinateur

3

Rechercher et sélectionner un élément dans une bibliothèque de constituants pour l'intégrer dans une maquette numérique

2

Réaliser un schéma, un dessin scientifique ou technique par une représentation numérique à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur, en respectant les conventions Distinguer, dans une notice, les informations qui relèvent de la mise en service d’un produit, de son utilisation, de son entretien, ainsi que les règles de sécurité à observer. Extraire d’une fiche produit les caractéristiques techniques.

2

Créer et justifier tout ou partie d'un planning

3

Gérer l’organisation et la coordination du projet

3

1

Classement par approche et par connaissance

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2. Les matériaux utilisés

6° 5° 4° 3° 6°

Connaissances Matériaux usuels Caractéristiques physiques des matériaux

Caractéristiques économiques des matériaux

Capacités

1

Indiquer à quelle famille appartient un matériau. Mettre en évidence à l’aide d’un protocole expérimental quelques propriétés de matériaux Classer les matériaux par rapport à l’une de leurs caractéristiques. Identifier les relations formes - matériaux - procédés de réalisation. Mettre en relation le choix d’un matériau pour un usage donné, son coût et sa capacité de valorisation. Mettre en place et interpréter un essai pour définir, de façon qualitative, une propriété donnée Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon ne propriété simple à respecter Mettre en relation, dans une structure, une ou des propriétés avec les formes, les matériaux et les efforts mis en jeu Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon une propriété simple imposée par les contraintes que doit satisfaire l'objet technique Mettre en place et interpréter un essai pour mettre en évidence une propriété électrique ou thermique donnée Vérifier la capacité de matériaux à satisfaire une propriété donnée

1

Relations entre formes, matériaux et procédés de réalisation

Niveau

1 1 1 1

Propriétés des matériaux 2 Propriétés mécaniques et esthétiques d'une structure

3

Propriétés des matériaux: - propriétés intrinsèques (aspect physique, propriétés mécaniques, électriques, thermique) - aptitude à la mise en forme

2

2 1

Caractéristiques économiques des matériaux: - coût de mise à disposition, - valorisation (au sens de l'écologie)

2

Contraintes environnementales.

1

Critères de choix d’un matériau pour une solution technique donnée

2

La mise en forme des matériaux

1

1 3° Méthodologie de choix de matériaux

2 3 1

Origine des matières premières et disponibilité des matériaux

1 1

Origine des matières premières et disponibilité des matériaux

Classement par approche et par connaissance

3 2

Mettre en relation le choix d'un matériau pour un usage donné, son coût et sa capacité de valorisation Identifier l’impact de l’emploi de certains matériaux sur l’environnement dans les différentes étapes de la vie de l’objet. Identifier les relations principales entre solutions, matériaux et procédés de réalisation Identifier quelques procédés permettant de mettre en forme le matériau au niveau industriel et au niveau artisanal Identifier les propriétés pertinentes des matériaux à prendre en compte pour répondre aux contraintes du cahier des charges Hiérarchiser les propriétés Choisir un matériau dans une liste fournie en fonction d’un critère défini dans le cahier des charges Identifier l’origine des matières premières et leur disponibilité Associer le matériau de l’objet technique à la (ou aux) matière(s) première(s) Identifier l’impact d’une transformation et d’un recyclage en terme de développement durable Identifier l’origine des matières premières et leur disponibilité Identifier l’impact d’une transformation et d’un recyclage en terme de développement durable

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3. Les énergies mises en oeuvre

Connaissances

Niveau

Nature de l’énergie de fonctionnement

1

Éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l’énergie.

6° 5° 4° 3°

1 2 2

Chaîne d’énergie : alimentation, distribution, stockage, transformation, transport de l’énergie

3

Sources et disponibilités des 3° ressources énergétiques: fossile, nucléaire, renouvelables

1 2

Caractéristiques d’une source 3° d’énergie. Critères de choix énergétiques

1

1

Impact sur l’environnement : dégradation de l’air, de l’eau et du sol.

1

Impact sur l’environnement : dégradation de l’air, de l’eau et du sol

2

Classement par approche et par connaissance

Capacités Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l’objet technique Identifier les éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l’énergie Représenter la circulation de l’énergie dans un objet technique par un croquis. Repérer, sur un objet technique, les énergies d’entrée et de sortie Repérer les transformations énergétiques Identifier, sur un objet technique, les différents éléments de la chaîne d’énergie et les repérer sur un schéma structurel Identifier les caractéristiques de différentes sources d’énergie possibles pour l’objet technique Choisir, pour une application donnée, une énergie adaptée au besoin Identifier les grandes familles de sources d’énergies Indiquer le caractère plus ou moins polluant de la source6 d’énergie utilisée pour le fonctionnement de l’objet technique Indiquer le caractère plus ou moins polluant de la source d’énergie utilisée pour le fonctionnement de l’objet technique

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4. L'évolution de l'OT

6° 5° 4° 3° 6°

Connaissances

Niveau

Familles d’objets.

1

Évolution d’OT

1

Évolution des styles en fonction des principes techniques et des tendances artistiques

1

1 1

Évolution des outils et des machines Évolution des solutions techniques: - non-mécanisées, - automatiques, - informatisées

1

2

2 4°

Adaptation aux besoins et à la société 2 Durée de vie. 3° Cycle de vie d’un objet technique

1 2 2

Progrès technique, inventions et innovations, développement durable

2

1 3° Veille technologique

Classement par approche et par connaissance

1

Capacités Citer des objets répondant à une même fonction d’usage. Identifier l’évolution des besoins Repérer sur une famille d’objets techniques, l’évolution des principes techniques ou des choix artistiques Associer les grands inventeurs, ingénieurs et artistes et leurs réalisations Différencier outil et machine Mettre en relation une tâche avec différents outils et machines utilisées au cours des âges Repérer dans les étapes de l'évolution des solutions techniques la nature et l'importance de l'intervention humaine à côté du développement de l'automatisation Associer l'utilisation d'un objet technique à une époque, à une région du globe Comparer les choix esthétiques et ergonomiques d'objets techniques d'époques différentes Repérer pour un objet technique donné, sa durée de vie et les conditions réelles ou imaginées de sa disparition Situer dans le temps les inventions en rapport avec l’objet technique étudié Repérer le ou les progrès apportés par cet objet Repérer dans un objet technique donné une ou des évolutions dans les principes techniques de construction (matériaux, énergies, structures, design, procédés) Repérer les époques et identifier les mesures qui ont entrainé l’homme à prendre conscience de la protection de l’environnement Organiser une veille technologique

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5. La communication et la Gestion de l'Information

Connaissances

Niveau

Stockage des données, arborescence.

3

Recenser des données, les classer, les identifier, les stocker, les retrouver dans une arborescence,

Mémoire. Unité de stockage.

2

Distinguer le rôle des différents types de mémoire.

Outils de base d’un environnement d’un espace numérique de travail ENT.

3

Outils logiciels

3

Messageries diverses, flux audio ou vidéo

2

6° 5° 4° 3° 6°

Outils de travail collaboratif : liste de diffusion, forum, blog, partage de documents, partage 3° d’applications… Planification, calendrier. Identité numérique, mot de passe, identifiant.

Création et transmission de documents numériques.

2

3

3

2

3 1 Document multimédia. 3° Nature et caractéristiques des documents multimédias

2 3

Classement par approche et par connaissance

Capacités

Entrer dans un ENT, identifier les services pour un travail collectif et utiliser les principales fonctionnalités es outils propres à un ENT Organiser des informations pour les utiliser. Produire, composer et diffuser des documents Choisir un mode de dialogue ou de diffusion adapté à un besoin de communication Choisir et utiliser les services ou les outils adaptés aux tâches à réaliser dans un travail de groupe ou pour un travail collaboratif Rechercher l’information utile dans le plan d’actions, le suivi des modifications et la planification des travaux à livrer Gérer son espace numérique : structure des données, espace mémoire, sauvegarde et versions, droits d’accès aux documents numériques Composer, présenter un document numérique (message, texte mis en page, tableaux, schéma, composition graphique) et le communiquer à un destinataire par des moyens électroniques. Présenter dans un document numérique les étapes d’une démarche ou d’un raisonnement. Distinguer les différents types de documents multimédias en fonction de leurs usages Choisir et justifier un format de fichier pour réaliser un document multimédia Créer et scénariser un document multimédia en réponse à un projet de publication, mobilisant plusieurs médias

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6. Processus de Réalisation d'un OT

6° 5° 4° 3°

Connaissances

Niveau

Formes permises par les procédés de fabrication Mise en position et maintien d’une pièce

2 2 2 1

Contraintes liées aux procédés de fabrication, de contrôle et de validation

2 2 2

Contraintes liées aux procédés et mode de fabrication: - formes possibles, -précision acceptable

2 2

Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation

3 2

Contraintes liées aux procédés et modes de réalisation. 3°

3

Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation

3 2

Procédés d’assemblage : soudage, rivetage, collage, emboîtement, vissage.

2 2

Processus opératoire

2

Antériorités et ordonnancement

2

Processus de réalisation (fabrication, assemblage, configuration) d'un objet technique

3

Planning de réalisation Processus de réalisation 3° Antériorités et ordonnancement

Classement par approche et par connaissance

2

Capacités Associer un procédé de fabrication à une forme. Réaliser en suivant un protocole donné. Utiliser rationnellement matériels et outillages dans le respect des règles de sécurité. Associer les formes, l’aspect et la structure d’un composant à un procédé de réalisation Énoncer les contraintes de sécurité liées à la mise en œuvre d’un procédé de réalisation Proposer un contrôle pour la réalisation future(pièces, assemblage, produit fini) Énoncer les contraintes techniques liées à la mise en œuvre d'un procédé de réalisation Mettre en relation des caractéristiques géométriques d'un élément et son procédé de réalisation Préparer un protocole de test et/ou de contrôle en fonction des moyens disponibles Effectuer un contrôle qualité de la réalisation pour chaque opération importante Énoncer les contraintes liées à la mise en œuvre d’un procédé de réalisation et notamment celle liées à la sécurité Rédiger les consignes relatives à la sécurité dans une fiche de procédure d’une opération Définir à l’avance les contrôles à effectuer pour toute opération de fabrication ou d’assemblage Réaliser un assemblage ou tout ou partie d’un objet technique en suivant une procédure formalisée. Effectuer un geste technique en respectant les consignes. Tester le fonctionnement. Situer son action sur un planning de réalisation d’un objet technique Justifier des antériorités des opérations de fabrication ou d’assemblage Réaliser tout ou partie du prototype ou de la maquette d'un objet technique Compléter ou modifier un planning pour adapter la réalisation d'un objet technique en fonction d'aléas

3

Créer le planning de réalisation du prototype

3

Concevoir le processus de réalisation

3

Conduire la réalisation du prototype

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5. La communication et la gestion de l’info

4. L’évol

3. Les énergies

2. Les matériaux utilisés

1. L’analyse du fonctionnement d’un objet technique

6ème connaissances

Niv.

Objet technique.

1

Distinguer en le justifiant objet et objet technique.

Besoin.

1

Mettre en relation besoin et objet technique.

1

Distinguer fonction d’usage et fonction d’estime

1

Énoncer la fonction d’usage d’un objet technique.

1

Énoncer les critères liés aux fonctions d’estime pour un objet technique.

1

Identifier les composantes de la valeur d’un objet technique : prix, fiabilité, disponibilité, délai.

2

Décrire le principe général de fonctionnement d’un objet technique

1

Identifier les principaux éléments qui constituent l’objet technique.

1

Dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d’usage.

2

Identifier des solutions techniques qui assurent une fonction technique.

Mode de représentation : croquis, vues 2D, perspective, modèle numérique 3D.

2

Identifier, à partir d’une représentation, les éléments qui assurent une fonction technique.

2

Décrire graphiquement à l’aide de croquis à main levée ou de schémas le fonctionnement observé des éléments constituant une fonction technique.

Informations et caractéristiques techniques

1

Distinguer, dans une notice, les informations qui relèvent de la mise en service d’un produit, de son utilisation, de son entretien, ainsi que les règles de sécurité à observer.

2

Extraire d’une fiche produit les caractéristiques techniques.

Matériaux usuels

1

Indiquer à quelle famille appartient un matériau.

Caractééristiques physiques des matériaux

1

Mettre en évidence à l’aide d’un protocole expérimental quelques propriétés de matériaux

1

Classer les matériaux par rapport à l’une de leurs caractéristiques.

1

Identifier les relations formes - matériaux procédés de réalisation.

Caractéristiques économiques des matériaux

1

Mettre en relation le choix d’un matériau pour un usage donné, son coût et sa capacité de valorisation.

Contraintes environnementales.

1

Identifier l’impact de l’emploi de certains matériaux sur l’environnement dans les différentes étapes de la vie de l’objet.

Nature de l’énergie de fonctionnement

1

Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l’objet technique

1

Identifier les éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l’énergie

2

Représenter la circulation de l’énergie dans un objet technique par un croquis.

Impact sur l’environnement : dégradation de l’air, de l’eau et du sol.

1

Indiquer le caractère plus ou moins polluant de la source6 d’énergie utilisée pour le fonctionnement de l’objet technique

Familles d’objets.

1

Citer des objets répondant à une même fonction d’usage.

1

Identifier quelques évolutions techniques et esthétiques.

1

Situer dans le temps ces évolutions.

1

Identifier les principaux composants matériels et logiciels d’un environnement informatique.

3

Entrer des informations : clavier, lecture magnétique, scanneur, appareil photo.

3

Restituer des informations : affichage (écrans…), impression (encre, 3D, braille...), son, pilotage de machines…

3

Recenser des données, les classer, les identifier, les stocker, les retrouver dans une arborescence,

2

Distinguer le rôle des différents types de mémoire.

3

Ouvrir et consulter des documents existants (textes, schémas, animations, représentations volumiques…), extraire les informations utiles.

Fonction.

Valeur

Principe général de fonctionnement.

Fonction technique, solution technique.

Relations entre formes, matériaux et procédés de réalisation

Éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l’énergie.

Avancées technologiques. Serveurs, poste de travail, terminaux mobiles, périphériques, logiciels Acquisition et restitution des données. Stockage des données, arborescence. Mémoire. Unité de stockage. Consultation de documents numériques.

capacités


5. La communication 6. Les processus de réalisation

2

Composer, présenter un document numérique (message, texte mis en page, tableaux, schéma, composition graphique) et le communiquer à un destinataire par des moyens électroniques.

3

Présenter dans un document numérique les étapes d’une démarche ou d’un raisonnement.

Recherche d’informations sur la “ toile ”.

2

Retrouver une ou plusieurs informations à partir d’adresses URL données.

Modes de représentation (images, projections, cotes, symboles).

2

Extraire d’un dessin, d’un plan, d’un schéma, d’un éclaté ou d’une nomenclature les informations utiles pour la fabrication ou l’assemblage.

Formes permises par les procédés de fabrication

2

Associer un procédé de fabrication à une forme.

Mise en position et maintien d’une pièce

2

Réaliser en suivant un protocole donné.

2

Utiliser rationnellement matériels et outillages dans le respect des règles de sécurité.

2

Réaliser un assemblage ou tout ou partie d’un objet technique en suivant une procédure formalisée.

2

Effectuer un geste technique en respectant les consignes.

2

Tester le fonctionnement.

2

Mesurer et contrôler à l’aide d’instruments de mesure, d’un gabarit.

2

Confronter le résultat à celui attendu.

Création et transmission de documents numériques.

Procédés d’assemblage : soudage, rivetage, collage, emboîtement, vissage. Mesure dimensionnelle (diamètre, distance), unité.


5ème connaissances

Niv.

Fonction

1

Identifier les fonctions assurées par un OT

1

Identifier la solution technique retenue pour réaliser une fonction de service

1

Comparer, sur différents objets techniques, les solutions techniques retenues pour répondre à une même fonction de service.

2

Modifier tout ou partie d’une structure ou d’un assemblage pour satisfaire une fonction de service donnée

3

Réaliser cette modification à l’aide d’un logiciel.

1

Mettre en relation les contraintes à respecter et les solutions techniques retenues.

1

Relier les choix esthétiques au style artistique en vigueur au moment de la création

1

Identifier, de manière qualitative, l’influence d’un contexte social et économique sur la conception et la commercialisation d’un objet technique simple.

2

Traduire sous forme de croquis l’organisation structurelle d’un objet technique

1

Traduire sous forme de schéma les fonctions assurées par un objet technique

3

Réaliser la maquette numérique d’un volume élémentaire.

2

Modifier une représentation numérique d’un volume simple avec un logiciel de conception assistée par ordinateur

2

Associer une représentation 3D à une représentation 2D

1

Mettre en place et interpréter un essai pour définir, de façon qualitative, une propriété donnée

2

Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon ne propriété simple à respecter

2

Mettre en relation, dans une structure, une ou des propriétés avec les formes, les matériaux et les efforts mis en jeu

1

Identifier l’origine des matières premières et leur disponibilité

1

Associer le matériau de l’objet technique à la (ou aux) matière(s) première(s)

1

Identifier l’impact d’une transformation et d’un recyclage en terme de développement durable

2

Repérer, sur un objet technique, les énergies d’entrée et de sortie

1

Repérer les transformations énergétiques

1

Identifier, sur un objet technique, les différents éléments de la chaîne d’énergie et les repérer sur un schéma structurel

1

Identifier des solutions qui permettent de réduire les pertes énergétiques.

1

Caractériser l’impact environnemental de ces économies

1

Identifier l’évolution des besoins

1

Repérer sur une famille d’objets techniques, l’évolution des principes techniques ou des choix artistiques

1

Associer les grands inventeurs, ingénieurs et artistes et leurs réalisations

1

Différencier outil et machine

1

Mettre en relation une tâche avec différents outils et machines utilisées au cours des âges

Environnement informatique 

2

Distinguer les fonctions et énoncer les caractéristiques essentielles des composants matériels et logiciels d’un environnement informatique

Organisation fonctionnelle des réseaux.

2

Identifier les principes de base de l’organisation et du fonctionnement d’un réseau

1. L’analyse du fonctionnement d’un OT

Solutions techniques

Contraintes

Contexte social et économique

Croquis, schéma, codes de représentation

Modélisation du réel et représentation en conception assistée par ordinateur

3. Les énergies

2. Les matériaux

Propriétés des matériaux

Propriétés mécaniques et esthétiques d'une structure

Origine des matières premières et diponibilité des matériaux

Chaîne d’énergie : alim, distrib, stockage, transfo, transport de l’énergie

Économie d’énergie, pertes

4. L’évolution

Évolution d’OT

m et la gestion de l’info

capacités

Évolution des styles en fonction des principes techniques et des tendances artistiques

Évolution des outils et des machines


5. La comm et la gestion de l’info 6. Les processus de réalisation

Outils de base d’un environnement d’un espace numérique de travail ENT.

3

Entrer dans un ENT, identifier les services pour un travail collectif et utiliser les principales fonctionnalités es outils propres à un ENT

Outils logiciels

3

Organiser des informations pour les utiliser. Produire, composer et diffuser des documents

1

Rechercher, recenser, sélectionner et organiser des informations pour les utiliser

1

Identifier les sources (auteur, date, titre, lien vers la ressource)

1

Identifier les droits d’utilisation et de partage des ressources et des outils numériques, ainsi que les risques encourus en cas de non respect des règles et procédures d’utilisation

1

Associer les formes, l’aspect et la structure d’un composant à un procédé de réalisation

2

Énoncer les contraintes de sécurité liées à la mise en oeuvre d’un procédé de réalisation

2

Proposer un contrôle pour la réalisation future(pièces, assemblage, produit fini)

2

Distinguer l’usage d’une maquette et d’un prototype dans le développement d’un objet technique

3

Participer à la réalisation de la maquette d’un objet technique

3

Transférer les données d’un plan sur une maquette ou dans la réalité

3

Relever des dimensions sur l’objet technique réel et les adapter à la réalisation d’une maquette ou d’un plan.

Processus opératoire

2

Situer son action sur un planning de réalisation d’un objet technique

Antériorités et ordonnancement

2

Justifier des antériorités des opérations de fabrication ou d’assemblage

Moteur de recherche, mot clé, opérateurs de recherche Propriété intellectuelle. Copyright et copyleft

Contraintes liées aux procédés de fabrication, de contrôle et de validation

Prototype, maquette

Echelles


connaissances

Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l'objet technique

2

Associer à chaque bloc fonctionnel les composants réalisant une fonction

3

Établir un croquis du circuit d'alimentation énergétique et un croquis du circuit informationnel d'un objet technique

Contraintes liées: - au fonctionnement - à la sécurité - à l'esthétique - à l'ergonomie - au développement durable

2

Mettre en relation des contraintes que l'objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues

Contraintes économiques: coût global

1

Identifier les éléments qui déterminent le coût de l'objet technique

2

Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée

21 54

3

Choisir et réaliser une solution technique

0 54

3

Créer une représentation numérique d'un objet technique simple avec un logiciel de conception assistée par ordinateur

1. L’analyse et la conception de l' OT

Solution technique

Représentation structurelle: modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique)

2. Les matériaux utilisés

planification des activités Propriétés des matériaux: - propriétés intrinsèques (aspect physique, propriétés mécaniques, électriques, thermique) - aptitude à la mise en forme

Caractéristiques économiques des matériaux: - coût de mise à disposition, - valorisation (au sens de l'écologie)

Efficacité énergétique

Gestion de l'énergie, régulation

60

36 38

X X

37

X X X 59

X

X

X

X X

16

2

créer et justifier tout ou partie d'un planning

3

Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon une propriété simple imposée par les contraintes que doit satisfaire l'objet technique

X

2

Mettre en place et interpréter un essai pour mettre en évidence une propriété électrique ou thermique donnée

X

1

Vérifier la capacité de matériaux à satisfaire une propriété donnée

2

Mettre en relation le choix d'un matériau pour un usage donné, son coût et sa capacité de valorisation

2

Comparer les quantités d'énergie consommée par deux objets techniques

51

59

2

Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique

11

14

X

X X

1

Identifier des solutions qui permettent de réduire les pertes énergétiques.

11 54

12

X

X

2

Associer l'utilisation d'un objet technique à une époque, à une région du globe

2

Comparer les choix esthétiques et ergonomiques d'objets techniques d'époques différentes

2

Repérer dans les étapes de l'évolution des solutions techniques la nature et l'importance de l'intervention humaine à côté du développement de l'automatisation

1

Repérer, à partir du fonctionnement d'un système automatique, la chaîne: - d'informations (acquérir, traiter, transmettre), - d'énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre)

1

55

Identifier les éléments qui les composent

X 61

41 42 43

X

63

X

44

X

X

55 56 57

X

58

X

54

38

62

X X

70 Pour aller plus loin

40 50 2ème partie

Modifier pour accessibilité Découverte du portail et modification Test de capteurs et premières programmations Efficacité énergétique Domotisation de l'éclairage Evolution de l'éclairage Maquette globale et revue de projet

Analyse bâtiment « écolo »

Modélisation 3D

Réalisation en CFAO

30

Rechercher et sélectionner un élément dans une bibliothèque de constituants pour l'intégrer dans une maquette numérique

Chaîne d'informations Chaîne d'énergie

tion

30

3

Adaptation aux besoins et à la société

Evolution des solutions techniques: -non-mécanisées, - automatiques, - informatisées

20

capacités

1 représentation fonctionnelle

4. L'évolution de l'OT 3. Les énergies

Niv.

Fiche connaissance en relation

Doc en relation

4ème

00 & 10 1ère partie


5. La communication et la gestion de l’information

Acquisition de signal: saisie, lecture magnétique, optique, numérisation, utilisation de capteurs,…

1

Forme du signal: information analogique, information numérique

1

Identifier la nature d'une information et de signal qui le porte

32

1

Identifier les étapes d'un programme de commande représenté sous forme graphique

34

Traitement du signal: - algorithme, - organigramme, - programme

Commande d'un objet technique et logique combinatoire de base: ET, OU, NON Interface. Mode de transmission avec ou sans fil Transport du signal: - lumière, infrarouge, - ondes: hertziennes, ultrason - électrique, ..

6. Les processus de réalisation

Processus de réalisation (fabrication, assemblage, configuration) d'un objet technique

X

32 33

X X 35

2

Modifier la représentation du programme de commande d'un système pour répondre à un besoin particulier et valider le résultat obtenu

34 51

2

Identifier une condition logique de commande

61

62

X

X

2

Identifier les composants d'une interface entre chaîne d'énergie et chaîne d'informations (réels ou objets graphiques virtuels)

64

65

X

X

1

Repérer le mode de transmission pour une application donnée

66

67

X

X X

1

Associer un mode de transmission à un besoin donné

2

Identifier et classer les contraintes de fonctionnement, d'utilisation, de sécurité du poste de travail

X

3

Organiser le poste de travail

X

2

Énoncer les contraintes techniques liées à la mise en œuvre d'un procédé de réalisation

X

2

Mettre en relation des caractéristiques géométriques d'un élément et son procédé de réalisation

2

Préparer un protocole de test et/ou de contrôle en fonction des moyens disponibles

X

3

Effectuer un contrôle qualité de la réalisation pour chaque opération importante

X

3

Réaliser tout ou partie du prototype ou de la maquette d'un objet technique

X

2

Compléter ou modifier un planning pour adapter la réalisation d'un objet technique en fonction d'aléas

Poste de travail Règles de sécurité

Contraintes liées aux procédés et mode de fabrication: - formes possibles, -précision acceptable

Identifier les modes et dispositifs d'acquisition de signaux, de données

X

0

61

63

X X


3ème

1. L’analyse et la conception de l' OT

connaissances Besoin

3

Représentation fonctionnelle

2

Énoncer et décrire sous forme graphique des fonctions que l’objet technique doit satisfaire

Critères d’appréciation Niveau

2

Définir les critères d’appréciation d’une ou plusieurs fonctions

3

Dresser la liste des contraintes à respecter

3

Pour quelques contraintes choisies, définir le niveau que doit respecter l’objet technique à concevoir

2

Évaluer le coût d’une solution technique et d’un objet technique dans le cadre d’une réalisation au collège

2

Rédiger ou compléter un cahier des charges simplifié de l’objet technique

3

Proposer des solutions techniques différentes qui réalisent une même fonction

3

Valider une solution technique proposée

3

Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée

3

Réaliser un schéma, un dessin scientifique ou technique par une représentation numérique à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur, en respectant les conventions

Planification, antériorité, chronologie des opérations

3

Gérer l’organisation et la coordination du projet

Critères de choix d’un matériau pour une solution technique donnée

2

Identifier les relations principales entre solutions, matériaux et procédés de réalisation

La mise en forme des matériaux

1

Identifier quelques procédés permettant de mettre en forme le matériau au niveau industriel et au niveau artisanal

1

Identifier les propriétés pertinentes des matériaux à prendre en compte pour répondre aux contraintes du cahier des charges

2

Hiérarchiser les propriétés

3

Choisir un matériau dans une liste fournie en fonction d’un critère défini dans le cahier des charges

3

Identifier l’origine des matières premières et leur disponibilité

2

Identifier l’impact d’une transformation et d’un recyclage en terme de développement durable

2

Identifier les caractéristiques de différentes sources d’énergie possibles pour l’objet technique

3

Choisir, pour une application donnée, une énergie adaptée au besoin

Sources et disponibilités des ressources énergétiques: fossile, nucléaire, renouvelables

1

Identifier les grandes familles de sources d’énergies

Impact sur l’environnement : dégradation de l’air, de l’eau et du sol

2

Indiquer le caractère plus ou moins polluant de la source d’énergie utilisée pour le fonctionnement de l’objet technique

1

Repérer pour un objet technique donné, sa durée de vie et les conditions réelles ou imaginées de sa disparition

2

Situer dans le temps les inventions en rapport avec l’objet technique étudié

Contraintes liées : - au fonctionnement et à la durée de vie ; - à la sécurité ; - à l’esthétique et à l’ergonomie ; - à l’impact environnemental et au développement durable ; - aux aspects économiques : budget, coût

Cahier des charges simplifié

Solution technique

2. Les matériaux utilisés

Méthodologie de choix de matériaux

Origine des matières premières et disponibilité des atériaux

Caractéristiques d’une source d’énergie. Critères de choix énergétiques

3. Les énergies

capacités Formaliser sans ambiguïté une description du besoin

Représentation structurelle. Modélisation du réel

4. L'évolution de l'OT

Niv.

Durée de vie. Cycle de vie d’un objet technique

Progrès technique, inventions et innovations, développement durable


4. L'évolution de l'OT

2

Repérer le ou les progrès apportés par cet objet

2

Repérer dans un objet technique donné une ou des évolutions dans les principes techniques de construction (matériaux, énergies, structures, design, procédés)

1

Repérer les époques et identifier les mesures qui ont entrainé l’homme à prendre conscience de la protection de l’environnement

Veille technologique

1

Organiser une veille technologique

Messageries diverses, flux audio ou vidéo

2

Choisir un mode de dialogue ou de diffusion adapté à un besoin de communication

2

Choisir et utiliser les services ou les outils adaptés aux tâches à réaliser dans un travail de groupe ou pour un travail collaboratif

3

Rechercher l’information utile dans le plan d’actions, le suivi des modifications et la planification des travaux à livrer

3

Gérer son espace numérique : structure des données, espace mémoire, sauvegarde et versions, droits d’accès aux documents numériques

1

Distinguer les différents types de documents multimédias en fonction de leurs usages

2

Choisir et justifier un format de fichier pour réaliser un document multimédia

3

Créer et scénariser un document multimédia en réponse à un projet de publication, mobilisant plusieurs médias

2

Justifier le choix d’un matériau au regard de contraintes de réalisation

2

Énoncer les contraintes liées à la mise en oeuvre d’un procédé de réalisation et notamment celle liées à la sécurité

3

Rédiger les consignes relatives à la sécurité dans une fiche de procédure d’une opération

3

Définir à l’avance les contrôles à effectuer pour toute opération de fabrication ou d’assemblage

3

Créer le planning de réalisation du prototype

3

Concevoir le processus de réalisation

3

Conduire la réalisation du prototype

5. La communication et la gestion de l’information

Progrès technique, inventions et innovations, développement durable

Outils de travail collaboratif : liste de diffusion, forum, blog, partage de documents, partage d’applications… Planification, calendrier. Identité numérique, mot de passe, identifiant.

6. Les processus de réalisation

Document multimédia. Nature et aractéristiques des documents multimédias

Propriétés des matériaux et procédés de réalisation Contraintes liées aux procédés et modes de réalisation. Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation Planning de réalisation Processus de réalisation Antériorités et ordonnancement


Domotiser un habitat réalisation de la maquette

Pré-requis

Ce que nous avons dans la salle

FIL

ROUGE DE L'ANNÉE

Un club, ou une association sportive, vient d'obtenir des fonds pour construire une extension attenante au gymnase afin d'héberger les salles de réunion et ainsi devenir un centre de formation. Les élèves possèdent un cahier des charges : • dimensions maxi (maquette prof sans aucun mur) •

1ÈRE

PARTIE DE L'ANNÉE

:

aménagements à inventer • 2 salles de réunion • espace détente pourvu d'une cuisine • sanitaires

PROJET PAR ÉQUIPE DE

4

OU

5

ÉLÈVES

Création de l'extension • réalisation des cloisons en CFAO (elles doivent pouvoir s'emboîter, rester fixées) • modélisation de l'aménagement sous SweetHome3D • sous Sketchup le positionner près du gymnase • implantation des cloisons dans la maquette • photos et captures d'écran en vue de la revue de projet Réflexion sur l'extension pour la rendre « plus écolo » • analyse de la « bonne maison » (vidéo, document d'analyse) • « bons gestes » : orientation, ouvertures, … (lecture de la ressource pour compléter la synthèse) • fiche connaissance – rappels sur les énergies • modifier ce nouveau bâtiment : • orientation • aménagement • ouvertures • le positionner au bon endroit (attention au nord ! Et au parking !) • revue de projet avant/après

01.processus_de_realisation.odt

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Domotiser un habitat réalisation de la maquette

Ce que nous avons dans la salle

2ÈME

PARTIE DE L'ANNÉE

:

Pré-requis

ACCESSIBILITÉ ET DOMOTISATION

Accessibilité • quels problèmes se posent à une personne à mobilité réduite ? le terrain n'est pas droit

Attention au relief !

• • •

quelles solutions connaissons nous pour faciliter l'accès au bâtiment ? modélisation de l'aménagement sous SweetHome3D contraintes ministérielles pour les bâtiments recevant du public

Domotisation • besoin d'appareils commandés, découverte des capteurs • analyse des pb et solutions à apporter • automatisation des points clés : • portail d'entrée • porte d'entrée du bâtiment • ascenseur • efficacité énergétique • matériaux • éclairages intérieurs et extérieurs (comment le couper automatiquement ?) • pour aller plus loin : accessibilité autre que pour les PMR (alarme sonore ET visuelle, etc)

01.processus_de_realisation.odt

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Aménager un habitat « La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Ressources, énergies

PROBLÉMATIQUE Il parle de "maison du bon sens", pourquoi ? _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

ENERGIES DANS L'HABITAT Quelles sont les sources d'énergie renouvelables citées ? ___________________________________________________________________________________________ Quels "gestes", décisions permettent de réduire la consommation de cet habitat ? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ Quels sont les gains cités ? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ Quels sont les problèmes cités ? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ Il cite un chiffre impressionnant : pendant l'émission dont est tiré l'extrait, soit environ 1h30, il y a eu au monde près de 25 000 naissances. Hors vous savez que les énergies que nous utilisons ne sont pas toutes issues de sources renouvelables.

11_la_bonne_maison.odt

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Aménager un habitat « La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Ressources, énergies

RAPPELS "Rien ne se perd, ne se créé, tout se transforme" , phrase faussement attribuée au chimiste Antoine Laurent Lavoisier, avait été lui-même déjà énoncé au Ve siècle avant J.-C. par un philosophe atomiste très en avance sur son temps, Anaxagore de Clazomènes : « Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau ». En effet, nous utilisons de l'énergie produite par transformation d'une autre énergie, négligemment assimilée comme une source d'énergie. L'énergie est transformée pour les besoins de l'homme en une manifestation utilisable. Rappel : Énergie d'entrée

Élément de transformation de l'énergie

Énergie de sortie

ATTENTION au formalisme ! L'élément de transformation est celui qui est entouré.

Énergie d'entrée

Élément de transformation

Énergie de sortie

_______________________

________________________

_________________________

______________________

11_la_bonne_maison.odt

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Aménager un habitat « La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Ressources, énergies

Tu vas maintenant regarder les 2 animations du site TechnologiesCollège et schématiser la (les) chaînes d'énergie de chaque exemple :

Dans cet exemple, on fera 2 chaînes d’énergie.

11_la_bonne_maison.odt

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Aménager un habitat « La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Ressources, énergies

PROBLÉMATIQUE Il parle de "maison du bon sens", pourquoi ? _______________________________________________ Conjuguer les savoirs et les

technologies pour économiser jusqu’à _______________________________________________ 85% d’énergie par rapport à un _______________________________________________ habitat « classique » _______________________________________________

Réduire notre impact sur la planète.

_______________________________________________ _______________________________________________

ENERGIES DANS L'HABITAT Quelles sont les sources d'énergie renouvelables citées ? ___________________________________________________________________________________________ soleil (chauffer l'air et l'eau), poële à bois, mur à inertie Quels "gestes", décisions permettent de réduire la consommation de cet habitat ? ___________________________________________________________________________________________ isolation, orientation, récupérateur d'eau de pluie, éclairage basse consommation, ___________________________________________________________________________________________

appareils de classe A+

___________________________________________________________________________________________ Quels sont les gains cités ? ___________________________________________________________________________________________

Panneau solaire : 50% d'économie sur le chauffage de l'eau

___________________________________________________________________________________________

Appareils classe A+ : 1 appareil consomme autant que tout l'éclairage ___________________________________________________________________________________________ Quels sont les problèmes cités ? ___________________________________________________________________________________________

Consommation électrique x7 en 30ans

___________________________________________________________________________________________

30% des ressources de la planète puisées/épuisées

___________________________________________________________________________________________

Transport individuel majoritaire, pollaunt

Il cite un chiffre impressionnant : pendant l'émission dont est tiré l'extrait, soit environ 1h30, il y a eu au monde près de 25 000 naissances. Hors vous savez que les énergies que nous utilisons ne sont pas toutes issues de sources renouvelables.

11_la_bonne_maison_correction.odt

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Aménager un habitat « La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Ressources, énergies

RAPPELS "Rien ne se perd, ne se créé, tout se transforme" , phrase faussement attribuée au chimiste Antoine Laurent Lavoisier, avait été lui-même déjà énoncé au Ve siècle avant J.-C. par un philosophe atomiste très en avance sur son temps, Anaxagore de Clazomènes : « Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau ». En effet, nous utilisons de l'énergie produite par transformation d'une autre énergie, négligemment assimilée comme une source d'énergie. L'énergie est transformée pour les besoins de l'homme en une manifestation utilisable. Rappel : Énergie d'entrée

Élément de transformation de l'énergie

Énergie de sortie

ATTENTION au formalisme ! L'élément de transformation est celui qui est entouré.

Énergie d'entrée

Élément de transformation

Énergie de sortie

Énergie électrique

Énergie solaire Capteurs photovoltaïques _______________________

Énergie électrique

Énergie éolienne

Eoliennes ________________________

Énergie thermique

Énergie électrique

Radiateur électrique _________________________

Énergie mécanique

Énergie fossile

Moteur à explosions ______________________

11_la_bonne_maison_correction.odt

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Aménager un habitat « La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Ressources, énergies

Tu vas maintenant regarder les 2 animations du site TechnologiesCollège et schématiser la (les) chaînes d'énergie de chaque exemple :

Énergie solaire

Panneaux photovoltaïques

Énergie électrique

Dans cet exemple, on fera 2 chaînes d’énergie.

Énergie solaire

Capteurs solaires

Énergie thermique

Énergie électrique

Pompe du circuit solaire

Énergie mécanique

11_la_bonne_maison_correction.odt

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Aménager un habitat Dans notre habitat, il faut économiser l'énergie mais de quelle façon ?

Energies, consommation

L'ARCHITECTURE BIO-CLIMATIQUE

Maison bioclimatique Source : ASDER

Elle utilise l’énergie solaire disponible sous forme de lumière ou de chaleur, afin de consommer le moins d’énergie possible pour un confort équivalent. Elle s’appuie sur 3 grands principes, il s’agit pour les constructeurs d’allier, par ces biais, l’architecture aux potentialités du climat extérieur. C’est avant tout la première étape dans un projet de construction qui aboutira à la réalisation d’un Bâtiment Basse Consommation tout en soignant le confort de ses occupants.

LES 3 GRANDS

PRINCIPES DE L’ARCHITECTURE CLIMATIQUE

L’orientation et les ouvertures La répartition des pièces et la compacité Le choix des matériaux

1. L’ORIENTATION ET LES OUVERTURES Le sud : afin de capter un maximum de lumière et de chaleur gratuite, il faut s’ouvrir au sud. C’est ce que l’on appelle les apports passifs. Contrairement à certaines idées reçues, de grandes ouvertures au sud sont bénéfiques pour le confort des habitants, à condition de savoir se protéger l’été or c’est bien au sud qu’il est le plus facile de se protéger du soleil l’été. L’est et l’ouest : ces faces du bâtiment seront à étudier avec prudence et bon escient car elles correspondent à une incidence quasiment perpendiculaire du soleil qui occasionne le plus souvent une gêne visuelle ou des « surchauffes ».

Bénéficier du soleil levant et du soleil couchant n’offre donc pas que des avantages. Le nord : c’est la partie la plus froide. Il faudra donc s’en protéger et limiter les ouvertures afin de minimiser les déperditions thermiques du bâtiment. Malgré tout la lumière diffuse qu’offre une ouverture au nord peut se révéler très agréable et offrir de remarquable rendu de couleur.

Nom : Prénom : 12_ressource_bioclimatique.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, il faut économiser l'énergie mais de quelle façon ?

Energies, consommation

De manière générale il est conseillé de respecter un ratio de surface vitrée d’environ 20 % de à la surface habitable, répartie de manière théorique comme suit : 50 % au sud, 20 ou 30 % à l’Est, 20% à l’ouest, 0 à 10% au nord

2. LA RÉPARTITION DES PIÈCES ET LA COMPACITÉ L’aménagement interne de l’habitat Aménager des espaces tampons au nord permet

de

réduire

contribuera

l’impact

directement

du

aux

froid

et

économies

d’énergies et au confort des occupants. Les

pièces

peu

utilisées

et

à

faible

température sont à placer de préférence côté nord de l’habitat : ces " zones tampons " seront des intermédiaires isolants entre l’intérieur et l’extérieur, du côté le plus exposé au froid. La salle de bains, le garage, la buanderie, les escaliers, le cellier, les couloirs, etc. constituent des zones tampons idéales.

Des apports gratuits Au sud, les ouvertures permettront aux pièces de vie de profiter au maximum des apports passifs. Mais il n’y a pas que les apports directs du soleil : • des surfaces claires aux abords d’un bâtiment (graviers, dalles, etc.) réfléchissent sur les murs l’énergie solaire qu’elles reçoivent. • des murs aux couleurs extérieures absorbantes (ocres, bruns, tours de fenêtres en noir) emmagasineront plus de rayonnement, donc auront une température de surface plus élevée.

Attention toutefois aux risques de surchauffe en été. • l’utilisation de vérandas et de serres • d’autres apports gratuits sont l’utilisation de la chaleur dégagée par les appareils électroménagers, la cuisine, etc. Enfin plus le bâtiment sera compact, plus ses performances thermiques seront améliorées et plus il sera économe en énergie ; cela permet pour un même volume de réduire les surfaces déperditives. Exemple : une maison de 120m² aura plus de facilité à atteindre un bon niveau de performance sur deux étages plutôt que de plain-pied. Nom : Prénom : 12_ressource_bioclimatique.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, il faut économiser l'énergie mais de quelle façon ?

Energies, consommation

3. LE CHOIX DES MATÉRIAUX Le choix des matériaux est un élément capital de la conception bioclimatique. Les matériaux composants le bâtiment vont directement impacter sur : le confort des occupants : en captant la chaleur ou en préservant la fraicheur et en évitant les sensations de « parois froides » les économies d’énergies : grâce à leur capacité d’isolation, d’inertie etc. le bilan écologique global du bâtiment. Puisque la conception bioclimatique vise à minimiser l’impact du bâtiment sur son environnement, il est important d’utiliser des matériaux à faible impact sur leur environnement tant au niveau de leur fabrication que de leur destruction. Les matériaux retenus en architecture climatique sont sélectionnés sur : • une bonne absorption des rayons lumineux • un stockage de chaleur • une bonne rapidité d’absorption et de restitution de la chaleur.

UNE SEULE FINALITÉ : LE BIEN ÊTRE ! Le logement ne poursuit qu’une finalité : le bien être des ses occupants. Le confort est-il le même pour tous ? La notion de bien-être thermique inclut les dimensions culturelles et psychologiques, elle dépasse donc la simple notion de confort. Le bien-être diminue lorsqu’une différence de plus de 2°c existe entre les murs et l’air ambiant. Plus la différence de température est grande entre les murs et l’air ambiant, plus le rayonnement froid des parois génère une sensation d’inconfort. En conséquent, une pièce chauffée à 19°c mais aux murs à 15°c sera plus confortable qu’une pièce à 22°c mais aux murs à 12°c. Le bien-être est également tributaire des mouvements d’air dans l’habitat. Des mouvements d’air importants augmentent les échanges thermiques entre le corps et l’extérieur. En hiver, le corps humain perd d’autant plus en chaleur qu’il est exposé à des courants d’air. L’aération de l’habitat doit donc être soigneusement étudiée afin d’assurer une bonne ventilation tout en évitant des mouvements d’air inutiles. En été, par contre, l’augmentation des échanges d’air contribue à la sensation de fraîcheur. Enfin, des facteurs visuels peuvent jouer sur la sensation de chaleur : des couleurs chaudes évoqueront la lumière et la chaleur, tandis que des couleurs froides auront tendance à " rafraîchir " la pièce. Nom : Prénom : 12_ressource_bioclimatique.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, il faut économiser l'énergie mais de quelle façon ?

Energies, consommation

CONFORT D’ÉTÉ : COMMENT SE PROTÉGER DU SOLEIL ? Un brise soleil, appelé également « casquette » permet de protéger le bâtiment des rayons lumineux l’été, tout en bénéficiant du soleil en intersaison et l‘hiver. On l’installe en façade Sud au dessus de baies vitrées ou de fenêtres. Il s’agit d’une avancée de toiture, d’un balcon, d’une « pergola » recouverte de végétaux grimpants ou d’un store fixe. Comment calculer la longueur du brise-soleil : 1/ Faire un croquis présentant la coupe de la façade à l’échelle (ex 2 cm sur le dessin représente 1 m en réalité). La ligne horizontale du bas représente le bas de la fenêtre. 2/ Avec un rapporteur tracer les angles d’inclinaison du soleil le 21 juin (jour où le soleil est le plus haut), le 21 mars et le 21 septembre et le 21 décembre (jour où le soleil est le plus bas). Utiliser les mesures des angles indiqués sur le schéma ci-dessous qui correspondent au diagramme de trajectoire du soleil à la latitude de Lyon (environ 46° Nord). 3/ Mesurer la longueur du brise soleil et traduisez là en mètre (avec l’échelle choisie) Exemple de croquis de dimensionnement d’un brise-soleil Dans cet exemple, la baie vitrée est jusqu’au sol et la longueur calculée pour le brise-soleil permet de bloquer les rayons du soleil sur toute la hauteur vitrée du 21 avril au 21 septembre.

Nom : Prénom : 12_ressource_bioclimatique.odt

Classe :

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Aménager un habitat

« La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Synthèse

PRODUCTION D'ÉNERGIE ET ÉCONOMIES

A partir de tout ce que nous avons vu et entendu, complète le schéma ci-dessous avec les moyens possibles pour répondre aux besoins d'énergie ( électrique ou thermique) de façon autonome : Économies « techniques »

Production d'énergie

HABITAT Économies « gestes naturels »

Confort

Nom : 13_synthese.odt

Prénom :

Classe :

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Aménager un habitat

« La bonne maison », mais pourquoi ? Quels avantages ?

Synthèse

PRODUCTION D'ÉNERGIE ET ÉCONOMIES

A partir de tout ce que nous avons vu et entendu, complète le schéma ci-dessous avec les moyens possibles pour y répondre aux besoins d'énergie ( électrique ou thermique) de façon autonome : Économies « techniques »

Mur à inertie thermique Apport de chaleur par aéro/géo-thermie Isolation Double vitrage Appareils basse consommation

Électricité par l’éolien Électricité par le solaire Thermique par le solaire Thermique par combustion Thermique par électricité

Production d'énergie

HABITAT Économies « gestes naturels »

Ne pas laisser couler l’eau Arroser le soir Prendre des douches au lieu des bains Récupérateur d’eau de pluie

Nom : Prénom : 13_synthese_correction.odt

Orientation, répartition des pièces Choix des matériaux de construction

Confort

Couper la lumière

Casquette brise-soleil Végétation saisonnière Couleurs intérieures et extérieures

Végétation persistante

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Connaissances - énergies

PRODUCTION D'ÉNERGIE

"Rien ne se perd, ne se créé, tout se transforme" , phrase faussement attribuée au chimiste Antoine Laurent Lavoisier, avait été lui-même déjà énoncé au Ve siècle avant J.-C. par un philosophe atomiste très en avance sur son temps, Anaxagore de Clazomènes. En effet, nous utilisons de l'énergie produite par transformation d'une autre énergie, négligemment assimilée comme une source d'énergie. L'énergie est transformée pour les besoins de l'homme en une manifestation utilisable. Rappel : Énergie d'entrée

Élément de transformation de l'énergie

Énergie de sortie

ATTENTION au formalisme ! L'élément de transformation est celui qui est entouré.

Les sources (nos énergies d'entrée) sont issues de phénomènes naturels (énergie renouvelable) ou du sous sol de la terre (énergie non renouvelable). Ces énergies sont principalement utilisées sous forme d'énergie électrique, thermique ou mécanique. Énergies d'entrée Énergies de sortie Énergies non renouvelables Énergies fossiles

Afin de répondre aux besoins de l'homme, l'énergie d'entrée est transformée et réutilisée principalement sous les manifestations suivantes :

Pétrole, charbon, gaz naturel

Énergie fissible (réaction nucléaire) Uranium Énergies renouvelables Énergie ___________________ le rayonnement

le mouvement de l'eau (exemple : énergie marémotrice)

Énergie ___________________ les plantes, les arbres

Élément de transformation

Énergie ___________________

énergie électrique, se manifeste sous la forme d'un courant électrique circulant dans un conducteur.

énergie thermique, se manifeste sous la forme de chaleur.

Énergie ___________________ la chaleur de la terre

énergie mécanique, permet le mouvement de pièces ou de l'objet technique lui-même.

Énergie ___________________ le mouvement du vent

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Connaissances - énergies

SOURCES DES ÉNERGIES Les énergies proviennent toujours des 3 grandes familles de sources d'énergie : fossile, nucléaire et renouvelable. Famille Source d'énergie (énergie d'entrée) Non renouvelable

Énergie produite (énergie de sortie)

Mécanique (force)

Solaire Hydraulique Marée-motrice Renouvelable Biomasse Géothermie Éolien

Impact durable sur l'environnement (fabrication, utilisation, élimination) Effet de serre, pollution atmosphérique (risque pour la santé) Solaire : pollution en fabrication et déchets des panneaux photovoltaïques Éolien :

Mécanique (force)

Exemple dans l'habitat :

Centrale marée-motrice et hydro-électrique Panneaux photovoltaïques

Chauffage par géothermie/aérothermie/puits canadien

Chauffe eau solaire

Habitat

Eolienne

Én Réseau EDF/GDF erg É ne Chaudière à i _ e r __ d énergie fossile __ gie d __ e s __ e __ orti (gaz, fioul) __ sor __ e u __ tie __ til __ ut __ isé __ ilis _ e : __ ée  :

CRITÈRES DE CHOIX ÉNERGÉTIQUES Le choix des sources d'énergie pour une solution technologique est réalisé en prenant en compte le besoin et les contraintes définies dans le cahier des charges auxquels doit répondre l'Objet Technique : • • • •

performance (en vue d'un rendement permettant un minimum de consommation) __________________________________ __________________________________ __________________________________

• •

respect de l'environnement (développement durable) __________________________________

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies.odt

Connaissances - énergies

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Connaissances - énergies

CONSOMMATIONS ÉNERGÉTIQUES : ANALYSES ET BILANS

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Connaissances - énergies

PRODUCTION D'ÉNERGIE

"Rien ne se perd, ne se créé, tout se transforme" , phrase faussement attribuée au chimiste Antoine Laurent Lavoisier, avait été lui-même déjà énoncé au Ve siècle avant J.-C. par un philosophe atomiste très en avance sur son temps, Anaxagore de Clazomènes. En effet, nous utilisons de l'énergie produite par transformation d'une autre énergie, négligemment assimilée comme une source d'énergie. L'énergie est transformée pour les besoins de l'homme en une manifestation utilisable. Rappel : Énergie d'entrée

Élément de transformation de l'énergie

Énergie de sortie

ATTENTION au formalisme ! L'élément de transformation est celui qui est entouré.

Les sources (nos énergies d'entrée) sont issues de phénomènes naturels (énergie renouvelable) ou du sous sol de la terre (énergie non renouvelable). Ces énergies sont principalement utilisées sous forme d'énergie électrique, thermique ou mécanique. Énergies d'entrée Énergies de sortie Énergies non renouvelables Énergies fossiles

Afin de répondre aux besoins de l'homme, l'énergie d'entrée est transformée et réutilisée principalement sous les manifestations suivantes :

Pétrole, charbon, gaz naturel

Énergie fissible (réaction nucléaire) Uranium Énergies renouvelables Énergie solaire le rayonnement

le mouvement de l'eau (exemple : énergie marémotrice)

Énergie de la biomasse les plantes, les arbres

Élément de transformation

Énergie hydraulique

énergie électrique, se manifeste sous la forme d'un courant électrique circulant dans un conducteur.

énergie thermique, se manifeste sous la forme de chaleur.

Énergie géothermique la chaleur de la terre

énergie mécanique, permet le mouvement de pièces ou de l'objet technique lui-même.

Énergie éolienne le mouvement du vent

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies_correction.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Connaissances - énergies

SOURCES DES ÉNERGIES Les énergies proviennent toujours des 3 grandes familles de sources d'énergie : fossile, nucléaire et renouvelable. Famille Source d'énergie (énergie d'entrée) Nucléaire Non renouvelable Fossile Solaire Hydraulique Marée-motrice Renouvelable Biomasse Géothermie Éolien

Énergie produite (énergie de sortie)

Impact durable sur l'environnement (fabrication, utilisation, élimination)

Électricité

Radioactivité, problème des déchets

Chaleur Mécanique (force)

Effet de serre, pollution atmosphérique (risque pour la santé)

Électricité

Solaire : pollution en fabrication et déchets des panneaux photovoltaïques Éolien : néant

Chaleur

Néant

Mécanique (force)

Néant

Exemple dans l'habitat :

Centrale marée-motrice et hydro-électrique Panneaux photovoltaïques

Chauffage par géothermie/aérothermie/puits canadien

Chauffe eau solaire

Habitat Chaudière à énergie fossile (gaz, fioul)

Nucléaire

Eolienne

Én erg

ie

Én erg

Thermique ie

Réseau EDF/GDF

de s de é lec ortie so tri ut ch rtie cit ili ale u é sé ur tili e : sé e :

CRITÈRES DE CHOIX ÉNERGÉTIQUES Le choix des sources d'énergie pour une solution technologique est réalisé en prenant en compte le besoin et les contraintes définies dans le cahier des charges auxquels doit répondre l'Objet Technique : •

performance (en vue d'un rendement permettant un minimum de consommation)

autonomie

encombrement

confort d'utilisation

respect de l'environnement (développement durable)

coût

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies_correction.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Eolienne

Connaissances - énergies

Puits canadien

Chauffage solaire Photovoltaïque

Géothermie Aérothermie

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies_correction.odt

Classe :

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Aménager un habitat Dans notre habitat, les équipements doivent être alimentés mais de quelle façon ?

Connaissances - énergies

CONSOMMATIONS ÉNERGÉTIQUES : ANALYSES ET BILANS

Nom : Prénom : 14_connaissances_energies_correction.odt

Classe :

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Aménager un habitat Malgré la qualité de réalisation, comment déterminer les pertes ?

Ressource

THERMOGRAPHIE INFRAROUGE Le diagnostic par caméra infrarouge permet de connaître l'état réel de l'isolation d'une habitation.La caméra permet de détecter : – des défauts d'isolation – des défauts d'étanchéité – des ponts thermiques Les conditions climatiques idéales pour les mesures sont par temps froid, sec et sans vent.

Comment ça fonctionne? Tous les corps rayonnent. Ce rayonnement dépend de la quantité de chaleur émise. La caméra thermique infrarouge, à travers son objectif, capte ces rayonnements. Là où une photo numérique va capter les points de lumière, la caméra infrarouge va capter ce rayonnement et le traduire en un ensemble de points de températures de surface qui vont composer "l'image thermique". Sur chaque image, la température est traduite par un code de couleur. Plus un point est froid, plus la couleur associée va être choisie dans les tons de couleurs froides (noir, violet, bleu...) et inversement. La mesure de cette température est relative aux autres éléments dans la pièce. C'est-à-dire que si tous les murs sont froids, l'image infrarouge sera homogène. En revanche, si un radiateur est posé sur la face interne d'un mur non isolé, l'examen thermographique de la surface extérieure du mur permettra de visualiser l'empreinte thermique du radiateur (la fuite des calories à travers le mur) par un rectangle de couleur jaune orangé, tranchant vivement avec la couleur plutôt bleutée du reste du mur.

Exemples Photo réelle

Thermographie infrarouge

Commentaires

Il s'agit d'un bâtiment des années 80. On voit très nettement des ponts thermiques : - au niveau de la porte d'entrée - au niveau de la dalle.

Nom : Prénom : 15_pertes_energie_chauffage.odt

Classe :

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Aménager un habitat Malgré la qualité de réalisation, comment déterminer les pertes ? Photo réelle

Ressource

Thermographie infrarouge

Commentaires

La porte d'entrée de ce logement est en aluminium et en simple vitrage. L'intérieur du logement est à environ 18°. Ce cliché nous montre la très mauvaise qualité de cet élément avec des zones à -6°.

Cette tâche bleue sur le plafond à l'endroit des néons nous montre un défaut d'isolation. Après enquête, il s'est avéré qu'à cet endroit une opération de maintenance a été effectuée et que la laine de verre n'a pas été replacée.

Au niveau de ce décrochement, les tâches bleues mettent en évidence : - un défaut d'isolation - un pont thermique dans l'angle (l'isolant a été mal positionné)

Nom : Prénom : 15_pertes_energie_chauffage.odt

Classe :

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Aménager un habitat Malgré la qualité de réalisation, comment déterminer les pertes ?

Ressource Cette porte de garage est constituée de deux matériaux : du verre (simple vitrage) et du PVC. Ce cliché nous montre donc les différences en terme de propriété isolante : - le verre est plus chaud donc laisse passer la chaleur - le PVC est bleu donc plus isolant - on remarque aussi le manque d'étanchéité au niveau de la fermeture

Ces ouvrants sont en aluminium et en verre simple vitrage. La déperdition thermique est importante. On observe aussi un pont thermique au niveau du plancher.

Nous sommes en présence d'une fenêtre en aluminium double vitrage. Ce cliché met en évidence : - le caractère isolant d'un double vitrage - la différence entre l'aluminium et le verre double vitrage en terme d'isolation.

Ce cliché permet surtout de mettre en avant l'utilisation des volets roulants dans une habitation. On voit la déperdition quand les volets sont ouverts

Nom : Prénom : 15_pertes_energie_chauffage.odt

Classe :

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Aménager un habitat Comment aménager et modifier notre bâtiment? Préparer son oral

Ressource

MODIFICATION DE L’HABITAT

En vous aidant de la vidéo de Yann Arthus Bertrand sur la « Bonne maison » et du document Ressource sur l’architecture bio-climatique, vous allez préparer les éléments suivants en vue d’une revues de projet : Projet modifié pour profiter des économies passives Habitat nouvelle version, aménagé, en 3D grâce à SweetHome3D Capture du plan réaménagé, en 2D, de SweetHome3D Photo(s) de la maquette dans sa nouvelle configuration

Projet initial Habitat, aménagé, en 3D grâce à SweetHome3D Capture du plan, en 2D, de SweetHome3D Photo(s) de la maquette CONTRAINTES À RESPECTER

:

Quelles chaînes d'énergie choisies ? Zones d'ombre dans SweetHome3D afin de repérer l'orientation du bâtiment

CONSIGNES POUR UNE REVUE DE PROJET  

 

Le temps total de l’intervention orale sera de 8 minutes. Les qualités attendues lors de cette intervention seront de 2 sortes :  une première partie basée sur la communication,  une seconde partie fondée sur l’argumentation. La démonstration et la présentation orale de votre projet doit permettre à chacun de s’exprimer. Vous devez savoir répondre aux questions qui vous seront posées à la fin de l'exposé.

LES PARTIES À DÉVELOPPER ➢ Rappel des contraintes à respecter. ➢ Explication des solutions choisies. ➢ Difficultés rencontrées.

CONSEILS DE PRÉPARATION ➢ Pour les documents projetés, privilégier les schémas plutôt que les textes. ➢ Écrire son discours et s’entraîner à le lire à haute voix en se chronométrant. ➢ Prévoir des transitions entre les parties.

Nom : Prénom : 16_oral_modelisation_habitat.odt

Classe :

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Aménager un habitat Comment aménager et modifier notre bâtiment? Préparer son oral

Ressource

CONSEILS PENDANT L’EXPOSÉ • • • • •

Parler fort et pas trop vite. Se présenter à l’auditoire ainsi que le problème à traiter. Regarder l’auditoire pendant l’exposé. Dévoiler les documents au fur et à mesure. Utiliser les documents vidéo-projetés et/ou le tableau.

Grilles d'évaluations pour le professeur : Langage clair et sensé Expression / élocution Richesse du contenu / vocabulaire Dynamisme Attitude (position, placement, orienté vers le public) Contrôle de soi (sérieux, maintien) Volume Pertinence des diapositives Utilisation des diapositives Liaison entre les membres du groupe Qualité/pertinence du contenu Respect du temps Note finale

Impératif : Illustrations scannées correctement ? Photos pertinentes ? Clarté des textes ? Complémentarité avec l'oral ? /2

/2 /2 /2 /2 /2 /2 /4 /2 / 20

Pour te préparer, tu peux aller consulter ce très bon site : http://www.ebsi.umontreal.ca/jetrouve/oral/index.htm

Nom : Prénom : 16_oral_modelisation_habitat.odt

Classe :

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Aménager un habitat Pistes pour aider les élèves face à des textes longs à lire

Synthèse

DANS LE CAS D'UN TEXTE LONG Travail maison (avec les parents ?) : • souligner tous les mots qu'ils connaissent • surligner les mots "transparents", ceux qu'on ne connaît pas mais qui n'empêchent pas la compréhension globale du paragraphe • surligner d'une autre couleur les mots vraiment bloquants à la compréhension • faire une liste de tous ces mots bloquants En classe, le prof se met au vidéoproj : • le professeur demande aux élèves d'énumérer tous les mots bloquants et en fait la liste au fur et à mesure au vidéoprojecteur • pour chaque mot, le professeur soumet une définition ou une explication, remaniée jusqu'à ce que ce soit clair pour tous les élèves • de même pour les mots gênants mais non bloquants, les "transparents" • le professeur imprime ce nouveau lexique et distribue ce nouveau document Ressource (voire le dépose sur l'ENT ?) Il suffit alors d'imprimer pour la classe ce nouveau lexique Ressource.

DANS LE CAS D'UN TEXTE COURT La synthèse est écrite avec l'enseignant, ou bien distribuée par celui-ci, mais avec des parties manquantes. Tous les élèves n'ont pas les mêmes trous dans le texte : • dans un texte il manque des verbes (ceux importants pour la démarche scientifique, des "classiques") • dans un autre il manque des noms importants • dans le dernier il manque des expressions, des "classiques" de la démarche d'investigation ("nous avons observé que...", "notre hypothèse est ...", etc) Le professeur lit le texte une seule fois et les élèves doivent compléter. Par groupe de 3, les élèves mettent en commun et se corrigent, cette synthèse rédigée par l'enseignant est une partie de leur cours (à coller sur une fiche s'ils ont des classeurs) En utilisant les noms, verbes et expressions "toute faites" ("on constate que...", "notre hypothèse de départ était...", etc) enrichissent un lexique à utiliser à chaque fois qu'ils auront à rédiger une démarche d'investigation ou bien un oral à présenter.

Nom : Prénom : 18_pistes_pour_lecture_textes_longs.odt

Classe :

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Fédération Française de Badminton

LE MOT DU PRÉSIDENT

9-11 avenue Michelet 93583 Saint-Ouen Cedex Téléphone 01 49 45 07 07 Télécopie 01 49 45 18 71 e-mail : ffba@ffba.org

Le Badminton connaît un engouement qui ne se dément pas. La Fédération Française de Badminton a la volonté forte de poursuivre son ouverture et de faciliter l’accueil de tout un chacun.

Habilitée par arrêté ministériel N° 06034 du 16 mars 1979. Affiliée au Comité National Olympique et Sportif Français. Membre de l’International Badminton Federation

L’Handibad a donc sa place parmi nous.

Tampon du Club/Codep/Ligue

FFBA 06/2005 - X 000 ex - Conception : studiodesplantes - Impression :

Cette plaquette a pour objet d’expliquer les aménagements nécessaires et l’on conviendra aisément qu’ils ne sont pas rédhibitoires. Aussi je souhaite vivement que chaque club, chaque structure favorise la pratique du Badminton des personnes à mobilité réduite. Le respect d’autrui et la convivialité inhérente à notre sport qui constituent nos valeurs et notre état d’esprit s’y trouveront confortés. Paul-André Tramier Président de la FFBA


Le handibad

POURQUOI ?

Favoriser la pratique du badminton pour les personnes handicapées physiques en apportant des informations aux clubs en vue de les accueillir : • Les bienfaits du sport, notamment du Badminton pour les pratiquants handicapés sont multiples. Il est utile de se rappeler que la pratique sportive procure une plus grande confiance en soi, une meilleure santé, une meilleure image de son corps et développe la notion de dépassement de soi et de respect de l’autre. • De plus, la notion d’intégration par le sport est omniprésente dans la volonté des acteurs du mouvement sportif français. En effet, ce dernier œuvre pour que les pratiquants accèdent aux mêmes offres de pratique que tout autre sportif.

Le handibad

POUR QUI ?

L’handibad s’adresse à toutes personnes, enfants et adultes, pratiquants occasionnels ou sportifs confirmés, présentant un handicap physique.

Règlement adapté TYPE DE HANDICAP Handicap Membre Supérieur (amputations, plexus…) Handicap Membre Inférieur Joueur Debout (amputations, hémiplégie…)

Handicap Membre Inférieur Joueur en Fauteuil AVEC abdominaux (paraplégique, polio, IMC…) Handicap Membre Inférieur Joueur en Fauteuil SANS abdominaux (paraplégique, polio…)

Handicap Membre Inférieur Joueur Assis (tétraplégique, polyhandicap…)

MATÉRIEL SPECIFIQUE Aucun

Zone de jeu Zone de service HAUTEUR DE FILET Normale (1,55 m)

Aucun

Normale (1,55 m)

Fauteuil Roulant avec roulette anti-bascule

1,40 m

Fauteuil Roulant avec roulette anti-bascule

1,40 m

Aucun

1,20 m

COURT UTILISÉ Normal

Vous trouverez toutes les informations relatives au Handibad sur le site officiel : www.ffba.org/handisport

Le handibad

COMMENT ?

• Disposer d’un gymnase accessible. • Disposer d’un court de Badminton classique. • Avec quelques adaptations de bon sens sur le plan pédagogique et sécuritaire, il est très simple d’intégrer une personne handicapée dans son club, lors des créneaux d’entraînements valides. Des règles adaptées à chaque handicap existent pour permettre la pratique. Seules les personnes se déplaçant dans un fauteuil roulant, ont besoin de matériel adapté leur assurant une totale sécurité : afin d’éviter toute chute en reculant, une roulette “anti-bascule” doit être placée à l’arrière du fauteuil.

Le Handibad peut se pratiquer en Simple Homme, Simple Dame, Double Hommes, Double Dames et Double Mixte et allier des pratiquants valides et handicapés.


Améliorer l'habitat conçu La section handibad vient d'ouvrir, mais comment accueillir tout le monde ?

ACCESSIBILITÉ DANS

Analyse des besoins

LE BÂTIMENT

Tu as repensé et implanté le bâtiment de ce nouveau centre sportif afin d'économiser ses déperditions en chaleur, mais le terrain sur lequel nous travaillons n'est pas nivelé, ce qui explique le changement de hauteur à mi-terrain. Rends toi sur le site pour regarder la vidéo située à dans cette partie : Quelles solutions envisager pour permettre la circulation dans le bâtiment ? •

portail automatisé pour arriver jusqu'au bâtiment

rampe à l'entrée

porte d'entrée automatique

rampe intérieure

meubles bas Extrait du site de la Fédération Française de Badminton : Le handibad, comment ?? • Disposer d'un gymnase accessible. • Disposer d'un court de Badminton classique. • Avec quelques adaptations de bon sens sur le plan pédagogique et sécuritaire, il est très simple d'intégrer une personne handicapée dans son club, lors des créneaux d’entraînements valides. Des règles adaptées à chaque handicap existent pour permettre la pratique.

Seules les personnes se déplaçant dans un fauteuil roulant ont besoin de matériel adapté leur assurant une totale sécurité : afin d'éviter toute chute en reculant, une roulette "anti-bascule" doit être placée à l'arrière du fauteuil.

NORMES D'ACCESSIBILITÉ Finalement, nous n'avons que le gymnase et la bâtiment du centre sportif à vérifier... Il te faudra remanier les fichiers Sketchup et SweetHome chez toi pour correspondre aux normes d'accessibilité (voir document ressource 23). Dans ton équip, vous allez ainsi enregistrer les 2 fichiers en v3 = bâtiment économe en énergie + accessibilité malgré le changement de hauteur. Cette pente du terrain nous oblige à couper notre centre sportif en deux parties, nous allons préparer la rampe pour passer d'un niveau à l'autre. 21.scenario.odt

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Améliorer l'habitat conçu La section handibad vient d'ouvrir, mais comment accueillir tout le monde ?

SE DÉPLACER

Analyse des besoins

DANS LE BÂTIMENT

« Dans le bâtiment », en effet pour éviter que les gens n'aient trop de rampes à utiliser et faciliter la fabrication, tu devras orienter la porte d'entrée en haut du terrain, pour qu'elle soit au niveau du sol. La pente de toute rampe doit être inférieure à 5 % (ou alors bénéficier de paliers de repos, ce qui rallonge la pente). A l'intérieur nous avons donc à aménager cette ouverture : Une pente à 5 % correspond à un angle de 2,86°

H = 0,6m

Voici donc le problème à résoudre : 2,86°

L = ??m

On sait que : tangente(angle) = côté opposé à l'angle côté adjacent à l'angle

12m... impossible à l'intérieur (trop longue) Il nous faut donc une rampe dont la longueur au sol est de : ____________ donc m ascenseur Que constates-tu ? _____________________________________________________________________ Que proposes-tu ? ______________________________________________________________________ Conclusion : Il faudrait 3 Pour le prof : zigzags de plus de 5m, d'une ______________________________________________________________________________________ largeur de 1,2m de large, cela prend trop L'élévateur : doit être sécurisé par des rambardes intérieures, de place... ______________________________________________________________________________________ sinon la personne en fauteuil tombe ou risque de se blesser. Donc ascenseur !

ET POUR

ACCÉDER AU BÂTIMENT

?

Afin de faciliter l'accès au centre sportif, nous avons décidé d'avoir des ouvertures automatiques. On va commencer par étudier le mécanisme du portail d'entrée, l'actionner et trouver des solutions aux problèmes techniques restants.

21.scenario.odt

Le prof câble et utilise un programme établi. Les élèves voient que ça s'ouvre mais qu'il se pose des problèmes : comment stopper la porte ? (pas de butée sinon casse!) et de l'autre côté ? comment déclencher l'ouverture ? comment empêcher le portail de se refermer sur quelqu'un ? Besoin de capteurs → fiche 31, choix et mise en place sur la maquette. Page 2/2


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ACCESSIBILITÉ DANS

Analyse des besoins

LE BÂTIMENT

Tu as repensé et implanté le bâtiment de ce nouveau centre sportif afin d'économiser ses déperditions en chaleur, mais le terrain sur lequel nous travaillons n'est pas nivelé, ce qui explique le changement de hauteur à mi-terrain. Rends toi sur le site pour regarder la vidéo située à dans cette partie : Quelles solutions envisager pour permettre la circulation dans le bâtiment ? •

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_______________________________________________________________________________ Extrait du site de la Fédération Française de Badminton : Le handibad, comment ?? • Disposer d'un gymnase accessible. • Disposer d'un court de Badminton classique. • Avec quelques adaptations de bon sens sur le plan pédagogique et sécuritaire, il est très simple d'intégrer une personne handicapée dans son club, lors des créneaux d’entraînements valides. Des règles adaptées à chaque handicap existent pour permettre la pratique.

Seules les personnes se déplaçant dans un fauteuil roulant ont besoin de matériel adapté leur assurant une totale sécurité : afin d'éviter toute chute en reculant, une roulette "anti-bascule" doit être placée à l'arrière du fauteuil.

NORMES D'ACCESSIBILITÉ Finalement, nous n'avons que le gymnase et la bâtiment du centre sportif à vérifier... Il te faudra remanier les fichiers Sketchup et SweetHome chez toi pour correspondre aux normes d'accessibilité (voir document ressource 23). Dans ton équipe, vous allez ainsi enregistrer les 2 fichiers en v3 = bâtiment économe en énergie + accessibilité malgré le changement de hauteur. Cette pente du terrain nous oblige à couper notre centre sportif en deux parties, nous allons préparer la rampe pour passer d'un niveau à l'autre. 21.scenario_eleve.odt

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SE DÉPLACER

Analyse des besoins

DANS LE BÂTIMENT

« Dans le bâtiment », en effet pour éviter que les gens n'aient trop de rampes à utiliser et faciliter la fabrication, tu devras orienter la porte d'entrée en haut du terrain, pour qu'elle soit au niveau du sol. La pente de toute rampe doit être inférieure à 5 % (ou alors bénéficier de paliers de repos, ce qui rallonge la pente). A l'intérieur nous avons donc à aménager cette ouverture : Une pente à 5 % correspond à un angle de 2,86°

H = 0,6m

Voici donc le problème à résoudre : 2,86°

L = ??m

On sait que : tangente(angle) = côté opposé à l'angle côté adjacent à l'angle Il nous faut donc une rampe dont la longueur au sol est de : ____________ m Que constates-tu ? _____________________________________________________________________ Que proposes-tu ? ______________________________________________________________________ Conclusion : ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________

ET POUR

ACCÉDER AU BÂTIMENT

?

Afin de faciliter l'accès au centre sportif, nous avons décidé d'avoir des ouvertures automatiques. On va commencer par étudier le mécanisme du portail d'entrée, l'actionner et trouver des solutions aux problèmes techniques restants.

21.scenario_eleve.odt

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Domotiser un habitat réalisation de la maquette virtuelle Ce que nous devons respecter - infos pour le prof

CONSIGNES

Cahier des charges

DE MODIFICATION

Dimensions à respecter pour refaire le modèle Sketchup et SweetHome3D : http://www.cmhc-schl.gc.ca/fr/co/relo/fedore/fedore_032.cfm#principles Principes de la conception universelle en résumé Par conception universelle, on entend : « La conception de produits et d’environnements qui peuvent être utilisés par toutes les personnes, dans la plus grande mesure possible, sans devoir recourir à des adaptations ou à des conceptions spécialisées. » Ce concept est une philosophie en constante évolution.

Principe 1 – Utilisation équitable Le principe consiste à donner un accès équitable à tous, d’une manière digne et intégrée. Il implique une conception qui plaît à chacun et qui procure un même niveau de sécurité à tous les utilisateurs.

Principe 2 – Flexibilité de l’utilisation Ce principe suppose que le concepteur de l’habitation ou du produit a tenu compte d’une vaste gamme de préférences et d’habiletés individuelles pour la totalité du cycle de vie des occupants.

Principe 3 – Simplicité et intuitivité L’aménagement et la conception de l’habitation et des appareils doivent être faciles à comprendre, peu importe l’expérience ou la capacité cognitive de l’utilisateur. Ce principe nécessite donc que les éléments de conception soient simples et qu’ils fonctionnent de manière intuitive.

Principe 4 – Perceptibilité de l’information La diffusion d’information au moyen d’une combinaison de modes différents, qu’ils soient visuels, auditifs ou tactiles, permettra à chaque personne d’utiliser les éléments de l’habitation de manière efficace et en toute sécurité. Ainsi, ce principe encourage la transmission d’information faisant appel à tous les sens, tels que la vue, l’ouïe et le toucher, au moment d’interagir avec le milieu.

Principe 5 – Tolérance à l’erreur Ce principe comprend une certaine tolérance à l’erreur qui minimise la possibilité d’obtenir des résultats indésirables. Il faut donc que le concepteur prévoie des caractéristiques à sécurité intégrée tenant compte des différentes façons dont toutes les personnes peuvent se servir de l’espace ou du produit en toute sécurité.

Principe 6 – Effort physique faible Ce principe consiste à limiter la force, la résistance et la dextérité requises pour accéder aux espaces ou utiliser les commandes et les produits.

Principe 7 – Dimensions et espaces pour l’approche et l’utilisation Ce principe vise l’espace nécessaire pour accéder aux lieux, à l’équipement et aux commandes. Les dimensions et les espaces calculés par le concepteur doivent donc permettre à tous les membres de la famille et aux visiteurs d’atteindre, de voir et de faire fonctionner tous les éléments de l’habitation, et ce, en toute sécurité. 22.cahier_des_charges.odt

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BILAN

SUR LES

Cahier des charges

PMR

Définition d'une Personne à Mobilité Réduite dite PMR Une personne dite à mobilité réduite est atteinte temporairement ou définitivement d'une limitation de ses capacités : - motrice-ambulatoires : handicap lié à la marche - de préhension : handicap lié à - visuelles : handicap lié à - auditives : handicap lié à - cognitives : handicap lié à - de communication : handicap lié à - cardio-respiratoire : handicap lié à Exemples de PMR :

Les enjeux liés à la mobilité réduite Actuellement 40% de la population est gênée à des degré divers, définitivement ou temporairement, par l'environnement. D'ici 2030, la part des personnes de plus de 65 ans passera de 20 à 25% et au sein de cette tranche d'âge, les plus de 80 ans auront doublé. Tôt ou tard, le vieillissement s'accompagne inéluctablement d'une limitation des capacités visuelles, auditives et locomotrices.

Analyse d'une situation handicapante :

22.cahier_des_charges.odt

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Cahier des charges

La législation PMR concernant les Bâtiments d'Habitation Collectifs (BHC) et les Maisons Individuelles (MI) Elle concerne : les cheminements extérieurs, le stationnement, l'accès au bâtiment, les parties intérieures communes (ex. circulations verticales), les équipements extérieurs et intérieurs (ex. boîtes aux lettres) , les qualités générales du bâtiment (éclairage)... - Les cheminements :

- Le stationnement automobile :

22.cahier_des_charges.odt

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Domotiser un habitat réalisation de la maquette virtuelle Ce que nous devons respecter - infos pour le prof

Cahier des charges

- Caractéristiques de base des logements : Les logements doivent comporter une unité de vie fonctionnel, permettant à une PMR de séjourner, dormir, préparer et prendre ses repas, de disposer d'un lieu d'aisance et de toilette corporelle. → Les accès :

→ Le séjour :

→ CARACTERISTIQUES DIMENSIONNELLES

→ La cuisine :

→ CARACTERISTIQUES DIMENSIONNELLES : possibilité de demi-tour (diamètre 1,50 m)

22.cahier_des_charges.odt

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Domotiser un habitat réalisation de la maquette virtuelle Ce que nous devons respecter - infos pour le prof

Cahier des charges

→ La salle de bain et les WC: → CARACTERISTIQUES DIMENSIONNELLES

→ La chambre :

→ CARACTERISTIQUES DIMENSIONNELLES

→ L'ascenseur :

→ CARACTERISTIQUES DIMENSIONNELLES

22.cahier_des_charges.odt

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Domotiser un habitat Permettre à tous les joueurs de pouvoir utiliser le centre sportif

NORMES MINISTÉRIELLES

Ressource

À RESPECTER

23.ressource_accesssibilite.odt

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Domotiser un habitat Permettre Ă  tous les joueurs de pouvoir utiliser le centre sportif

23.ressource_accesssibilite.odt

Ressource

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Domotiser un habitat Permettre à tous les joueurs de pouvoir utiliser le centre sportif

Ressource

Fauteuil roulant « sport »

23.ressource_accesssibilite.odt

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Améliorer l'habitat conçu Notre habitat est devenu accessible à tous, mais comment optimiser les accès ?

ANALYSE DU

Automatisme ?

BÂTIMENT ET DE SON ENVIRONNEMENT

Tu as fini de mettre en place ton bâtiment, mais parmi les problèmes à résoudre, il y a l'accès en voiture. Tu vas observer la maquette de portail que le professeur va te montrer, la tester avec ton groupe et résoudre les problèmes.

ANALYSE DE LA MAQUETTE Quel type de liaison est monté entre le moteur et la barrière ? (recours aux fiches connaissance de 6ème) Crémaillère _______________________________________________________________________________________ Quel élément provoque le déplacement du portail ? Le moteur _______________________________________________________________________________________ Trace la chaîne d'énergie correspondante :

Énergie électrique

Moteur

Énergie mécanique

Comment as tu déclenché l'ouverture du portail ? En appuyant sur le bouton _______________________________________________________________________________________ Quel système reçoit l'information que tu donnes par cet élément ? A quoi est connecté cet élément ? La carte électronique _______________________________________________________________________________________ Comment est transmise l'information, grâce à quoi circule-t-elle ? Le long des fils électriques _______________________________________________________________________________________ Après avoir mis en route l'ouverture du portail, quel(s) problème(s) avez vous constaté ? _______________________________________________________________________________________ Rien n'arrête le portail, il se déboîte _______________________________________________________________________________________ Que faudrait il pour que cela n'arrive pas ? _______________________________________________________________________________________ Question ouverte, les élèves émettent des hypothèses par équipe _______________________________________________________________________________________ Le prof discute recense leurs solutions techniques au tableau et écrit en face les pb techniques que ça pose (butée : casse, chrono : peu précis, etc) _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 31.domotique_decouverte.odt

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Améliorer l'habitat conçu Notre habitat est devenu accessible à tous, mais comment optimiser les accès ?

SCHÉMATISE

Automatisme ?

TON IDÉE

Sur les vues suivantes, schématise ton idée et la position des éléments que tu comptes rajouter en les légendant :

31.domotique_decouverte.odt

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais quels phénomène sont détectables ?

TESTS

Notion de capteurs

DES PHÉNOMÈNES ET DES CAPTEURS ASSOCIÉS

Votre objectif est de déterminer quelle action sur le capteur déclenche l'allumage de la diode. Tu as devant toi une platine sur laquelle sont connectés des capteurs différents, ils réagissent tous à un phénomène différent. Teste chacun des capteurs avec ton groupe, et complète le tableau suivant : Photo

Nom

De quelle façon penses tu l'avoir déclenché ?

Bouton poussoir

Fin de course

Télécommande

Potentiomètre

ILS Interrupteur Lame Souple

Luminosité

Température

Proximité

32.decouverte_des_capteurs.odt

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais quels phénomène sont détectables ?

NATURE

Notion de capteurs

DU SIGNAL

Tu vas rajouter une dérivation dans le câblage du capteur pour pouvoir déterminer la nature de l’information transmise par le capteur, numérique ou analogique, lorsque tu l’actionnes. Pour cela utilise la dérivation et le multimètre fournis, celui-ci sera sur le calibre 20V.

Il faut impérativement que tu retires l’alimentation de l’interface avant chaque manipulation de capteur !

Analogique ou numérique ?

Une information est dite analogique si elle peut prendre une infinité de valeurs, elle semble alors évoluer de façon continue dans le temps. Exemple : le son Nom du capteur

Une information est dite numérique si elle ne peut prendre que 2 valeurs, interprétées ensuite en programmation par 0 ou 1. On parle de logique « tout ou rien ». Exemple : interrupteur

Nature du signal fourni par le capteur

Bouton poussoir Fin de course Télécommande Potentiomètre ILS Interrupteur Lame Souple Luminosité Température Proximité 32.decouverte_des_capteurs.odt

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais quels phénomène sont détectables ?

Notion de capteurs

TESTS SUR MAQUETTE 6 îlots Nous avons besoin de 60 E/S, la carte easycon1 possède 20 E/S et la easycon2 en possède 18. Avec un kit easycon1+easycon2+arduino, nous avons ce qu'il nous faut pour 3 îlots, il nous faut donc 2 packs complets pour un groupe. Sinon il faudrait 4 cartes eayscon2 avec 4 arduino ? Le programme de test devra prendre en charge les capteurs/actionneurs suivants : 1. bouton poussoir 2. fin de course 3. télécommande 4. potentiomètre 5. ILS 6. luminosité 7. température 8. mouvement 9. écran LCD 10.LED L'écran LCD et la LED permettent de valider une action sur un capteur pour déterminer ce que le capteur détecte comme phénomène.

32.decouverte_des_capteurs_prof_preparation.odt

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais quels phénomène sont détectables ?

Fiche connaissance

DÉFINITION Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée (mesure d'un phénomène : chaleur, intensité du courant, température, position, ...) en une information. Ils transmettent ces informations sous la forme d’un signal analogique ou numérique. De nos jours, le moindre de nos instruments électroniques est truffé de capteurs pour interagir avec l'utilisateur : capteur de position (GPS), capteur résistif (écran tactile), accéléromètre,.... Ils permettent aux systèmes de réagir à des phénomènes afin de renvoyer une réponse adéquate, programmée par le concepteur. Exemples courants : Porte automatique : Capteur de présence

Bouilloire : Capteur de température

Manette de jeux : Capteur de mouvement

Robinet automatique : Capteur de présence

Alarme de fumée : Capteur de fumée

Compteur de vitesse : Capteur magnétique

Alarme d'intrusion Capteur de présence 33.fiche_connaissance_capteurs.odt

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais quels phénomène sont détectables ?

SIGNAL

Fiche connaissance

ANALOGIQUE OU NUMÉRIQUE

Lorsqu'un capteur capte un phénomène, celui-ci peut être numérique, c'est à dire qu'il varie par paliers, par opposition avec un phénomène analogique qui peut prendre une infinité de valeurs. Pour nos capteurs, on parle alors de signal numérique ou analogique. Exemples : Nom du capteur

Nature du phénomène

Signal transmis par le capteur

Présence porte automatique

Analogique Numérique la personne est plus ou moins soit la personne est trop loin, et rien ne se loin déclenche soit la personne est proche et le système est déclenché

Mouvement manette de jeux

Analogique chaque petit mouvement est détecté

Analogique le mouvement est plus ou moins grand, mais on veut tout recevoir comme information pour le reproduire à l'écran

Capteur de température Analogique bouilloire toutes les variations de température sont perçues

Numérique quand la température dépasse une certaine valeur, le mécanisme est actionné

Interrupteur

Numérique le courant passe ou pas

MODE DE TRANSMISSION

Numérique fermé ou ouvert

DE L'INFORMATION

Suivant le capteur choisi pour mesurer le phénomène et transmettre le signal, on choisit une technologie différente en fonction du résultat voulu, du coût, de la fragilité par rapport au milieu, de l'encombrement, de la facilité de mise en œuvre, de la précision, … Exemple d'un écran tactile : Capacitif : On repère sur une grille à quel endroit un courant électrique faible a une « fuite » le long de votre doigt

Résistif : On repère sur une grille à quel endroit le doigt provoque un contact électrique par la pression

C'est grâce à cette technologie que l'iphone est devenu le premier téléphone aussi réactif et fluide ! Exemple d'une ouverture de porte : On peut détecter votre approche grâce à un radar à infrarouges (comme pour l'alarme à intrusion), mais on peut aussi détecter si vous êtes passé entre 2 bornes infrarouges (comme la porte d'un ascenseur). Mais on pourrait imaginer un capteur de poids ! Bien évidemment peu fiable... C'est le concepteur qui choisira la solution la plus adaptée ! 33.fiche_connaissance_capteurs.odt

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Améliorer l'habitat conçu Notre habitat est devenu accessible à tous, mais comment optimiser les accès ?

A

VOUS DE JOUER

Automatisme ?

!

Vous allez maintenant placer et connecter le capteur de fin de course de fin d'ouverture sur la broche xx et le capteur de fin de course de fin de fermeture sur la broche yy. Le programme doit être prêt pour la solution complète, avec les 2 FDC _______________________________________________________________________________________ Les élèves construisent leur Difficultés de mise en œuvre, des choses à améliorer ? _______________________________________________________________________________________ solution pour placer les BP. Tu viens de détecter des phénomènes grâce aux capteurs que vous avez installés. Teste avec ton groupe ta solution, qu'en pensez vous ?

Décris étape par étape ce qui se passe lorsque tu mets en œuvre tout le système : ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________

Le prof distribuera le programme pour que les élèves le collent dans cette partie du tableau Les élèves devront entourer au crayon la ou les phrases de la colonne de gauche pour les mettre en miroir à une étape de l'organigramme.

____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________

34.notion_de_programme.odt

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Améliorer l'habitat conçu Notre habitat est devenu accessible à tous, mais comment optimiser les accès ?

MODIFICATION

Automatisme ?

DU PROGRAMME

En t'aidant de la fiche connaissance que le professeur vient de te distribuer sur les organigrammes ainsi que sur le document ressource sur le logiciel, modifie le programme pour qu'une diode s'allume quand le portail est en mouvement, et uniquement quand il est en mouvement ! Décris étape par étape ce qui se passe lorsque tu mets en œuvre tout le système et insère à droite une capture d'écran de ton organigramme : ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________

Lorsque le programme sera validé par le professeur, câble la diode, positionne la sur la maquette puis envoie ton programme dans l’interface afin de faire fonctionner la maquette.

34.notion_de_programme.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

REPRÉSENTATION

Fiche connaissance

FONCTIONNELLE

Tu as déjà vu que tu pouvais représenter les solutions techniques (voir fiche de connaissance 35) qui constituent un système sous la forme : • d'un diagramme fonctionnel • d'un schéma fonctionnel A ce stade là, on n'est plus au stade du choix de la solution technique à mettre en œuvre ! Tu sais déjà que pour répondre à une fonction technique, il existe toujours plusieurs solutions techniques, et que le choix se fait par le concepteur en fonction des besoins énoncés par le client mais aussi des contraintes à respecter : Contraintes

Contraintes techniques

Catégorie Liées au fonctionnement

Choix de la source d'énergie Encombrement Technologies des capteurs choisis

Liés à la durée de vie

Matériaux Stockage de l'énergie

Liés à la sécurité des utilisateurs

Systèmes de détection et de prévention des dangers possibles lors du fonctionnement du système

Développement durable (qui répond aux besoins actuels Contraintes sans compromettre la environnementales capacité des générations futures de répondre aux leurs) Contraintes ergonomiques

Choix esthétiques et styles artistiques Simplifier l'utilisation

Contrainte économique

Coût

MAIS COMMENT

Incidence sur la solution technique

Matériaux recyclables Limitation des nuisances (sonores, visuelles, etc) Choix de la source d'énergie Recyclage et revalorisation prévus dès la conception Respecter des formes correspondant aux goûts actuels Faciliter l'utilisation pour tout(e) utilisateur(trice) Matière première (matériaux...) Façonnage et réalisation (machines, matériels, énergie, …) Main d’œuvre (salaires) Maintenance et SAV Aptitude au recyclage ...

DÉCRIRE UN OBJET TECHNIQUE QUI N'EST PAS STATIQUE

??

On peut décrire un objet technique par un schéma fonctionnel ou bien un diagramme fonctionnel, mais on sait aussi qu'il y a un va-et-vient d'informations entre les éléments de la PC et les éléments de la PO (voir fiche connaissance), comment rendre compte de son fonctionnement dans le temps ? Facile ! On aligne les unes sous les autres les étapes qui progressent dans le temps, en les décrivant pour les rendre plus explicites.

35.fiche_connaissance_traitement_signal.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

Fiche connaissance

Exemple du portail pour les voitures du collège : Diagramme de fonctionnement

Fonctions techniques

Solution technique

Une personne déclenche l'ouverture du portail

Acquérir l'information

Détection de carte magnétique

Le voyant clignote et la porte s'ouvre

Actionner l'ouverture Faire clignoter le voyant Détecter que le portail est ouvert

Moteur + crémaillère Lampe Capteur + temporisation

Le voyant s'éteint et le véhicule passe

Eteindre le voyant Détecter le passage du véhicule

Voyant Capteur ILS + barrière IR

La porte se ferme et le voyant clignote

Actionner la fermeture Faire clignoter le voyant Détecter que le portail est fermé

Moteur + crémaillère Voyant Capteur + temporisation

MAIS CE NE SERAIT

PAS UN PROGRAMME

?

Dans l'exemple précédent, le diagramme de fonctionnement pourrait presque se lire comme un paragraphe avec une suite de situations : Une personne déclenche l'ouverture du portail, ALORS le voyant clignote ET la porte s'ouvre. PUIS le voyant s'éteint et le véhicule passe. PUIS la porte se ferme et le voyant clignote. Mais il s'agit là du point de vue de l'observateur, hors nous devons maintenant nous mettre à la place du système automatisé pour anticiper et programmer. Notre paragraphe devient : SI une personne déclenche l'ouverture du portail, ALORS le voyant clignote ET la porte s'ouvre. PUIS le voyant s'éteint et le véhicule passe. SI le véhicule est passé, ALORS la porte se ferme et le voyant clignote. PUIS à nouveau on vérifie si une personne déclenche l'ouverture. Il s'agit là d'un algorithme !

LEXIQUE Diagramme : représentation visuelle d'idées Algorithme : suite d'instructions ordonnées pour répondre à un problème Organigramme : représentation sous forme d'un schéma d'une programmation pensée à partir de l'algorithme 35.fiche_connaissance_traitement_signal.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

Fiche connaissance

Exemple du fonctionnement d'une alarme de maison :

ALGORITHME

ORGANIGRAMME

PROGRAMME

Le fonctionnement d'un système automatisé est donc inventé par la description d'un algorithme, que l'on traduit ensuite sous la forme d'un organigramme afin de le traduire en programme. Mais le diagramme était une succession d'étape (voir page précédente), pourquoi il y a des losanges dans l'organigramme ? Parce qu'il s'agit d'un diagramme particulier...

ORGANIGRAMME

ET SES POSSIBILITÉS

Il s'agit d'un outil universel de communication, il faut donc respecter des conventions d'écriture : Les cases de DEBUT et de FIN (s'il y a lieu) sont représentées sous forme d'une bulle. Les cases de TEST sont représentées sous forme d'un losange. On y inscrit aussi les conditions pour suivre une branche du programme en fonction de la réponse au TEST. Les cases d'ACTION sont représentées sous forme d'un rectangle.

35.fiche_connaissance_traitement_signal.odt

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu observer un mécanisme en fonctionnement, mais comment le décrire ?

Représentation

REPRÉSENTATION A partir de ce que tu as vu du fonctionnement du portail à crémaillère, liste les composants que tu as reconnus : _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Boutons poussoir, fin de course, moteur, crémaillère, carte électronique _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Chaque élément est donc la solution technique choisie pour répondre à une fonction technique. Schématise (différence schéma, dessin, représentation vues en 6ème) le fonctionnement de cet objet technique de façon suffisamment claire pour qu'un élève qui découvre la maquette puisse comprendre son fonctionnement avant de la manipuler :

Chaque élève fait au brouillon sur feuille blanche, puis échange avec son voisin et annote jusqu’à ce que ce soit clair. Coller ici le résultat final du schéma ? Recopier ? Idéal : chacun (ou par binôme, mais pas de la même équipe qui a observé) a une ardoise blanche et des feutres, ils modifient jusqu'à ce qu'ils soient d'accord puis recopient ici au propre.

36.schema_et_BF.odt

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu observer un mécanisme en fonctionnement, mais comment le décrire ?

BLOCS

Représentation

FONCTIONNELS

Tu as vu en 5ème la relation entre la fonction d'usage, les fonctions techniques et les solutions techniques. Pour satisfaire une fonction technique demandée, le concepteur invente (ou réutilise) une solution technique, celle-ci met en œuvre des pièces, des objets techniques ; et l'ensemble des pièces nécessaires pour créer la solution forme un bloc fonctionnel. Fonction technique Déplacer le portail

Détecter que le portail est ouvert

Transmettre l'information jusqu'à la platine de commande

Gérer les informations et commander

Liste des pièces (bloc fonctionnel) Moteur + alimentation + crémaillère A compléter avec les élèves

Capteur fdc

Fils électriques

Carte électronique arduino

Exemple d'un VTT Fonction technique

Liste des pièces (bloc fonctionnel)

Diriger

Freiner

Transformer l'énergie musculaire en énergie mécanique

Transmettre l'énergie mécanique

36.schema_et_BF.odt

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu observer un mécanisme en fonctionnement, mais comment le décrire

Représentation fonctionnelle

RAPPELS

BLOCS

FONCTIONNELS

Afin de remplir la fonction de service, le concepteur doit la décomposer en fonctions techniques et trouver de quelles solutions technologiques il a besoin. Les objets techniques nécessaires à la mise en place de la solution technologique forment un ensemble : le bloc fonctionnel.

Fonction d'usage

Fonction de service Se protéger

Loger une famille dans Avoir une de bonnes conditions luminosité à heure

Fonction technique

Bloc fonctionnel

Isoler des intempéries

Toit + tuiles + murs +...

Isoler thermiquement

Isolant + cloisons

Isoler acoustiquement

Isolant + cloisons

Éclairer naturellement

Ouvertures (fenêtres, baie vitrée, ...)

bonne Éclairer artificiellement Lampes toute Commander l'éclairage Interrupteurs artificiel

...

Alimenter

Circuit électrique

...

...

...

...

On peut voir dans notre exemple qu'un même bloc fonctionnel peut devoir répondre à plusieurs fonctions techniques : isolant + cloisons. Le concepteur doit alors faire un choix pour obtenir le meilleur équilibre répondant aux besoins du client.

REPRÉSENTATION

FONCTIONNELLE

Dans le but de communiquer des idées et des solutions, on va utiliser une représentation qui décrira au mieux le fonctionnement de l'objet technique. La représentation doit permettre de comprendre le lien entre la solution technique et la fonction technique recherchée.

37.fiche_connaissance_representation_fonctionnelle.odt

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu observer un mécanisme en fonctionnement, mais comment le décrire

Représentation fonctionnelle

Diagramme fonctionnel

Pour simplifier la compréhension d'un système, on le décompose sous la forme d'un diagramme fonctionnel en reliant les blocs fonctionnels. Ces blocs fonctionnels sont simplement représentés par des rectangles portant le nom de la fonction technique. Exemple du VTT :

Fonctions techniques

Solutions techniques

Diriger

Roue avant + guidon

Freiner

Manette + câble + patin

Transformer l'énergie

Pédale + pédalier + roulement

Se déplacer sur tout type de terrain

...

Schéma fonctionnel

Comme son nom l'indique, on fait apparaître, en plus du nom des fonctions techniques, un croquis pour représenter la solution technique :

37.fiche_connaissance_representation_fonctionnelle.odt

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu décrire un système automatisé, mais de quoi est-il constitué ?

BLOCS

FONCTIONNELS DE NOTRE CHAÎNE

Identification des éléments

CFAO

Tu as utilisé CharlyRobot en début d'année pour usiner votre projet d'équipe, comment nommes tu les éléments de la chaîne CFAO ? Si tu ne te souviens plus, vas sur cette page web : http://support.charlyrobot.com/Didacticiels/Charlydidactic/1-Les_Organes/page_intro_organes.htm et regarde les différentes parties (pense à lire les vidéos) pour compléter les schémas suivants :

38.identifier_elements.odt

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu décrire un système automatisé, mais de quoi est-il constitué ?

BLOCS

Identification des éléments

FONCTIONNELS DE NOTRE AUTOMATE

Tu as manipulé à plusieurs reprises les éléments nécessaires à la création et au pilotage d'un système automatisé, pour chaque élément indique s'il fait partie de la partie commande (écris PC à côté de l'élément) ou de la partie opérative (écris PO à côté de l'élément) du système :

Ordinateur Interface arduino

P__

P__

Moteur

P__ Bouton poussoir

P__

Diode

P__

Sortie

Entrée

Nom de l'élément

38.identifier_elements.odt

Partie...

Faire barrer l'ordinateur : il n'est ni l'un ni l'autre, c'est un pupitre de programmation. En enlevant le carré avec le texte, on montre aux élèves que les éléments ne sont pas reliés...

Entrée ou sortie ?

L'élément envoie-t-il une information ou bien utilise-t-il de l'énergie pour une action ?

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu décrire un système automatisé, mais de quoi est-il constitué ?

DONC

Identification des éléments

EN GÉNÉRAL...

Si on fait le parallèle des informations en entrée de quelques capteurs du corps humain :

image son odeur goût texture

Grandeur physique

Acquérir

Traiter

Communiquer

Ordres à effectuer

mouvement lumière fumée son ...

38.identifier_elements.odt

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MAIS DANS LE

Identification des éléments

CAS PARTICULIER DE NOTRE PORTAIL...

Tu as étudié un portail coulissant, mais son défaut est la place qu'il prend en largeur quand il est ouvert (le double), nous allons donc installer un portail battant. Pour notre cas particulier, recopie les noms des différents éléments (voir schéma ou tableau en bas la page) dans les colonnes correspondant aux étapes de la chaîne d'information : Partie commande (écris PC dans la bonne case) Partie opérative (colore les cases en gris et écris PO) Les capteurs (dans la bonne bulle) Les actionneurs (dans la bonne bulle)

Grandeur physique

Acquérir

Traiter

Communiquer

Ordres a effectuer

Armoire de commande

Détecteur infra rouge de sécurité

Radio émetteur

Signal lumineux

Antenne de réception

Moteur électrique

Câbles électriques

Battant de barrière

Présence d’une personne

Capteur fin de course

38.identifier_elements.odt

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BLOCS

FONCTIONNELS DE NOTRE CHAÎNE

Identification des éléments

CFAO

Tu as utilisé CharlyRobot en début d'année pour usiner votre projet d'équipe, comment nommes tu les éléments de la chaîne CFAO ? Si tu ne te souviens plus, vas sur cette page web : http://support.charlyrobot.com/Didacticiels/Charlydidactic/1-Les_Organes/page_intro_organes.htm et regarde les différentes parties (pense à lire les vidéos) pour compléter les schémas suivants : Ordinateur Partie commande

MOCN Partie opérative

Capot Broche

Mandrin Z Fraise

Y

Table d'usinage 0 Mise en service

38.identifier_elements_correction.odt

X Bouton d'arrêt d'urgence

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BLOCS

Identification des éléments

FONCTIONNELS DE NOTRE AUTOMATE

Tu as manipulé à plusieurs reprises les éléments nécessaires à la création et au pilotage d'un système automatisé, pour chaque élément indique s'il fait partie de la partie commande (écris PC à côté de l'élément) ou de la partie opérative (écris PO à côté de l'élément) du système :

Ordinateur Interface arduino

P__

PC

Moteur

PO Bouton poussoir

PO

Diode

PO

Faire barrer l'ordinateur : il n'est ni l'un ni l'autre, c'est un pupitre de programmation. En enlevant le carré avec le texte, on montre aux élèves que les éléments ne sont pas reliés...

Sortie

Entrée

Partie...

Entrée ou sortie ?

Carte arduino

PC

X

Ni l'un ni l'autre car c'est la PC

Moteur

PO

S

Utilise de l'énergie sous l'ordre de la PC

Diode

PO

S

Utilise de l'énergie sous l'ordre de la PC

Bouton poussoir

PO

E

Envoie une information à la PC

Pupitre

E

Envoie le programme à la PC s'il est connecté

Nom de l'élément

Ordinateur

38.identifier_elements_correction.odt

L'élément envoie-t-il une information ou bien utilise-t-il de l'énergie pour une action ?

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu décrire un système automatisé, mais de quoi est-il constitué ?

DONC

Identification des éléments

EN GÉNÉRAL...

Si on fait le parallèle des informations en entrée de quelques capteurs du corps humain :

image son odeur goût texture

Grandeur physique

Acquérir

Traiter

Communiquer

Ordres à effectuer

mouvement lumière fumée son ...

Capteurs

38.identifier_elements_correction.odt

Actionneurs Page 3/4

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Améliorer l'habitat conçu J'ai pu décrire un système automatisé, mais de quoi est-il constitué ?

MAIS DANS LE CAS PARTICULIER

Identification des éléments

DE NOTRE PORTAIL...

Tu as étudié un portail coulissant, mais son défaut est la place qu'il prend en largeur quand il est ouvert (le double), nous allons donc installer un portail battant. Pour notre cas particulier, recopie les noms des différents éléments (voir tableau en bas la page) dans les colonnes correspondant aux étapes de la chaîne d'information : Partie commande (écris PC dans la bonne case) Partie opérative (colore les cases en gris et écris PO) Les capteurs (dans la bonne bulle) Les actionneurs (dans la bonne bulle)

Grandeur physique Radio émetteur

Acquérir

Capteurs Antenne de réception

Présence d’une personne

Détecteur infra rouge de sécurité

Battant de barrière

Capteur fin de course

Traiter

Armoire de commande

Communiquer

Câbles électriques

PC

Ordres a effectuer

Actionneurs Moteur Électrique PO Signal lumineux PO

Armoire de commande

Détecteur infra rouge de sécurité

Radio émetteur

Signal lumineux

Antenne de réception

Moteur électrique

Câbles électriques

Battant de barrière

Présence d’une personne

Capteur fin de course

38.identifier_elements_correction.odt

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais ça signifie quoi ?

Fiche connaissance

DÉFINITIONS Un système automatisé est un système qui exécute toujours les mêmes séquences d'opérations, les mêmes tâches. Ces séquences sont programmées et dépendent des consignes données par un opérateur. L'objectif d'un système automatisé est de refaire les mêmes opérations à l'infini sans intervention de l'homme. Si un système automatisé est intégré dans un habitat, on parle de DOMOTISATION.

COMPOSITION D'UN

SYSTÈME AUTOMATISÉ

ordres

consignes signaux

Partie commande

compte rendu

actionneurs Partie Opérative capteurs

Opérateur

LA PARTIE COMMANDE La partie commande est celle qui contient le programme qui permet de faire fonctionner la partie opérative. Elle se présente sous forme d'un système informatique, de boîtier électronique ou électrique. La partie commande échange des informations avec la partie opérative, mais aussi avec l'opérateur au besoin.

LA PARTIE OPÉRATIVE C’est l’ensemble des pièces du système automatisé qui permettent d’exécuter les actions pilotées par la partie commande. On y trouve 2 grandes catégories : les capteurs et les actionneurs Un actionneur est un élément qui agit physiquement à partir de l'énergie qu'il reçoit. Exemples : Les moteurs électriques transforment l'énergie électrique en énergie mécanique.

39.fiche_connaissance_systeme_automatise.odt

Les buzzers transforment l'énergie électrique en énergie mécanique et vibrent, ils produisent alors un son.

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Améliorer l'habitat conçu Le portail est automatisé grâce aux capteurs, mais ça signifie quoi ? Les lampes et DEL transforment l'énergie électrique en énergie lumineuse.

Fiche connaissance Les radiateurs électriques transforment l'énergie électrique en énergie thermique.

Rappels sur les capteurs :

CE QU'IL

FAUT RETENIR

Partie commande - Partie opérative – Capteur - Actionneurs : voir plus haut. Automatisme : objet technique qui exécute toujours les mêmes opérations à l'infini sans intervention de l'homme. Domotique : ensemble des technologies qui permettent d'informatiser et d'automatiser les objets techniques de l'habitat. Pour fonctionner, le système automatisé a besoin : - de matières (tous les objets techniques simples qui le composent) - de données (des informations, ordres, etc) - d'énergies (pour alimenter la partie commande ou bien permettre aux actionneurs de l'utiliser) 39.fiche_connaissance_systeme_automatise.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériau d'isolation ?

Énergies - économies

RÉCUPÉRER L’ÉNERGIE

Pour minimiser sa consommation d’énergie, l’homme a dû inventer de nouveaux objets techniques (comme le capteur solaire thermique). Mais cela n’est pas suffisant, il faut aussi trouver le moyen d’économiser l’énergie, principalement l’énergie thermique qui s’échappe de l’habitat (voir document ressource 15). Capteur solaire thermique – principe de fonctionnement simplifié Exemple de capteur plan : 1 Verre 2 Matière plastique noire 3 Tuyau en cuivre 4 Isolant thermique (laine de verre) 5 Cadre aluminium

Quels sont les principaux matériaux utilisés pour fabriquer un capteur solaire :

-

….......................................................................................................................

-

….......................................................................................................................

-

….......................................................................................................................

-

….......................................................................................................................

Généralement les capteurs se trouvent sur les toits. Quel est l’avantage d’avoir la surface supérieure du capteur en verre plutôt qu’en plexiglas (plastique) ? ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... Quel en est l’inconvénient ? ................................................................................................................... ................................................................................................................... ...................................................................................................................

41.essais_materiaux_capteur_solaire_thermique.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériau d'isolation ?

Énergies - économies

ESSAI N°1 : TRANSFERT D’ÉNERGIE - Mettre deux récipients contenant la même quantité d’eau dans les deux compartiments (l’un avec un couvercle en verre l’autre sans couvercle). - Allumer la lampe au-dessus des 2 récipients. - Laissez chauffer 3 minutes, éteignez la lampe puis relevez immédiatement la température dans chacune des 2 compartiments à l’aide du thermomètre infrarouge. Au bout d’une minute enlever le verre et relever la température dans chaque récipient. Relevé immédiat de la température th em r om è tre in fra roug e

th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

po t en v e rre rem p lid e' au

Sans le couvercle

Relevé de la température au bout d’une minute

v e rre

rayon lum in eux

po t en v e rre rem p lid e' au

bo îtem é ta lliqu e

Avec le verre

Sans le couvercle

v e rre

bo îtem é ta lliqu e

Avec le verre enlevé

A partir des relevés de température, que pouvez-vous conclure de cette expérience ? ................................................................................................................... ................................................................................................................... Réaliser la même expérience avec de l’altuglas fumé Relevé immédiat de la température Relevé de la température au bout d’une minute th em r om è tre in fra roug e

th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

po t en v e rre rem p lid e' au

Sans le couvercle

a ltug la s fum é

bo îtem é ta lliqu e

Avec altuglas fumé

rayon lum in eux

po t en v e rre rem p li d e' au

Sans le couvercle

a ltug la s fum é

bo îtem é ta lliqu e

Avec altuglas fumé enlevé

A partir des relevés de température, que pouvez-vous conclure de cette expérience ? ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... 41.essais_materiaux_capteur_solaire_thermique.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériau d'isolation ?

Énergies - économies

ESSAI N°2 : CONSERVATION D’ÉNERGIE Allumer la lampe de 120W au-dessus des 2 boîtes contenant un plastique noir et un plastique blanc, laissez chauffer 10 secondes, éteindre la lampe puis relever la température dans chacune des 2 boîtes à l’aide du thermomètre infrarouge. th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

Température relevée P las tiqu e no ir

Boîte plastique noir

Boîte plastique blanc

P la s tiqu e b lan c

A partir des relevés de température, quelle est la couleur la mieux adaptée ? .................... Que pouvez-vous conclure de cette expérience ? ................................................................................................................... ................................................................................................................... ...................................................................................................................

ESSAI N°3 : ISOLATION THERMIQUE

Allumer la lampe de 120W au-dessus des 2 boîtes contenant un plastique noir avec de la laine de verre et un plastique noir ne contenant pas de la laine de verre, laissez chauffer 1 min, éteignez la lampe puis relever la température au bout de 10 secondes dans chacune des 2 boîtes à l’aide du thermomètre infrarouge. th em r om è tre in fra roug e

Température relevée

rayon lum in eux

Boîte avec isolant en laine de verre

Boîte sans laine de verre (sans isolant)

L a in e d e v e rre P la s tiqu e no ir

P la s tiqu e no ir

A partir des relevés de température, quelle conclusion apportez-vous ? ................................................................................................................... ...................................................................................................................

QUE POUVEZ-VOUS CONCLURE DE CES 3 EXPÉRIENCES? ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... 41.essais_materiaux_capteur_solaire_thermique.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériaux d'isolation ?

Énergies - économies

RÉCUPÉRER L’ÉNERGIE

Pour minimiser sa consommation d’énergie, l’homme a dû inventer de nouveaux objets techniques (comme le capteur solaire thermique). Mais cela n’est pas suffisant, il faut aussi trouver le moyen d’économiser l’énergie, principalement l’énergie thermique qui s’échappe de l’habitat (voir document ressource 15). Capteur solaire thermique - principe de fonctionnement simplifié Exemple de capteur plan : 1 Verre 2 Matière plastique noire 3 Tuyau en cuivre 4 Isolant thermique (laine de verre) 5 Cadre aluminium

Quels sont les principaux matériaux utilisés pour fabriquer un capteur solaire :

- Verre - Aluminium - Matière plastique - Cuivre Généralement les capteurs se trouvent sur les toits. Quel est l’avantage d’avoir la surface supérieure du capteur en verre plutôt qu’en plexiglas (plastique) ?

Le verre vieillit « mieux » que le plastique qui ne garde pas son aspect transparent dans le temps Quel en est l’inconvénient ?

C'est plus fragile

41.essais_materiaux_capteur_solaire_thermique_correction.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériaux d'isolation ?

Énergies - économies

ESSAI N°1 : TRANSFERT D’ÉNERGIE - Mettre deux récipients contenant la même quantité d’eau dans les deux compartiments (l’un avec un couvercle en verre l’autre sans couvercle). - Allumer la lampe au-dessus des 2 récipients. - Laissez chauffer 3 minutes, éteignez la lampe puis relevez immédiatement la température dans chacune des 2 compartiments à l’aide du thermomètre infrarouge. Au bout d’une minute enlever le verre et relever la température dans chaque récipient. Relevé immédiat de la température

Relevé de la température au bout d’une minute

th em r om è tre in fra roug e

th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

po t en v e rre rem p lid e' au

rayon lum in eux

v e rre

po t en v e rre rem p lid e' au

bo îtem é ta lliqu e

Sans le couvercle

Avec le verre

Sans le couvercle

v e rre

bo îtem é ta lliqu e

Avec le verre enlevé

A partir des relevés de température, que pouvez-vous conclure de cette expérience ? ...................................................................................................................

Dans les deux cas, la température est plus élevée avec le verre car il a une ................................................................................................................... grande capacité calorifique (possibilité à absorber ou restituer de l'énergie. ) Réaliser la même expérience avec de l’altuglas fumé Relevé immédiat de la température Relevé de la température au bout d’une minute th em r om è tre in fra roug e

th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

po t en v e rre rem p lid e' au

Sans le couvercle

rayon lum in eux

a ltug la s fum é

po t en v e rre rem p li d e' au

bo îtem é ta lliqu e

Avec altuglas fumé

Sans le couvercle

a ltug la s fum é

bo îtem é ta lliqu e

Avec altuglas fumé enlevé

A partir des relevés de température, que pouvez-vous conclure de cette expérience ? ................................................................................................................... Au relevé immédiat de la température l’altuglas fumé absorbe beaucoup ................................................................................................................... plus la chaleur (la température est très élevée). au bout d’une minute

quand on retire l’altuglas fumé, la température de l’eau est sensiblement ...................................................................................................................

égale dans les 2 récipients car l’altuglas fumé a absorbé la chaleur et ne l’a ................................................................................................................... pas restitué à l’eau.

................................................................................................................... 41.essais_materiaux_capteur_solaire_thermique_correction.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériaux d'isolation ?

Énergies - économies

ESSAI N°2 : CONSERVATION D’ÉNERGIE Allumer la lampe de 120W au-dessus des 2 boîtes contenant un plastique noir et un plastique blanc, laissez chauffer 10 secondes, éteindre la lampe puis relever la température dans chacune des 2 boîtes à l’aide du thermomètre infrarouge. th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

Température relevée P las tiqu e no ir

Boîte plastique noir

Boîte plastique blanc

P la s tiqu e b lan c

Le noir Que pouvez-vous conclure de cette expérience ? On doit utiliser un matériau noir pour A partir des relevés de température, quelle est la couleur la mieux adaptée ?

conserver l'énergie

ESSAI N°3 : ISOLATION THERMIQUE

Allumer la lampe de 120W au-dessus des 2 boîtes contenant un plastique noir avec de la laine de verre et un plastique noir ne contenant pas de la laine de verre, laissez chauffer 1 min, éteignez la lampe puis relever la température au bout de 10 secondes dans chacune des 2 boîtes à l’aide du thermomètre infrarouge. th em r om è tre in fra roug e

rayon lum in eux

Température relevée

Boîte avec isolant en laine de verre

Boîte sans laine de verre (sans isolant)

L a in e d e v e rre P la s tiqu e no ir

P la s tiqu e no ir

A partir des relevés de température, quelle conclusion apportez-vous ?

La température reste élevée plus longtemps avec la laine de verre

QUE POUVEZ-VOUS CONCLURE DE CES 3 EXPÉRIENCES? La surface en verre permet de laisser passer les rayons du soleil. ................................................................................................................... La couleur noire absorbe très bien la chaleur et la restitue au fluide à chauffer. L’association du verre et d’un revêtement de couleur noire emprisonne les rayons du soleil et génère ................................................................................................................... un effet de serre. ................................................................................................................... L’isolant thermique permet de maintenir plus longtemps cette chaleur.

41.essais_materiaux_capteur_solaire_thermique_correction.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériau d'isolation ?

Ressource

FONCTIONNEMENT Le capteur solaire thermique récupère l’énergie envoyée par le soleil sous forme de chaleur (rayonnement) pour la transmettre à un fluide caloporteur qui est très souvent de l’eau mélangée à un antigel alimentaire qui passe dans un serpentin placé derrière une vitre. Un fluide caloporteur : c’est un fluide chargé de transporter la chaleur entre deux ou plusieurs sources de températures.

CONSTITUTION La surface supérieure du capteur est transparente, ce qui laisse passer les rayons du soleil. Il existe 2 types de matériaux pour obtenir une transparence : • le plexiglas • le verre Quelques exemples de caractéristiques de ces 2 matériaux : Propriétés Transparence

Verre Très grande

Masse volumique

2600 kg/m3

Résistance chocs, intempéries Capacité calorifique (possibilité à absorber ou restituer de l'énergie) Recyclable

Oui (verre traité) 2,18 Oui

Plexiglas Très grande 1800 kg/m3 Oui 1,62 Oui

La matière plastique noire capte l’énergie du soleil et la restitue à l’eau qui circule à l’intérieur du capteur grâce à une pompe. Un isolant thermique permet de garder la chaleur. Généralement, les capteurs se présentent sous forme de plaques rectangulaires, que l’on doit positionner selon une certaine inclinaison afin d’obtenir le meilleur rendement.

42.fiche_ressource.odt

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Aménager un habitat « La bonne isolation », pourquoi et comment choisir un matériau d'isolation ?

Opérations

1

Avant de commencer les essais, relevez à l’aide du thermomètre infrarouge, la température dans chaque récipient rempli d’eau (l'halogène doit être dirigé vers le centre de la boite de conserve).

2

Essai n°1

Procédure de tests Dessins - photos

Placer un verre sur une boîte. Allumer la lampe au-dessus des 2 récipients. Laissez chauffer 3 minutes, éteignez la lampe puis relevez immédiatement la température dans chacune des 2 compartiments à l’aide du thermomètre infrarouge. Au bout d’une minute enlever le verre et relever la température dans chaque récipient. 3

Placer un morceau d’altuglas fumé sur une boîte. Allumer la lampe au-dessus des 2 récipients. Laissez chauffer 3 minutes, éteignez la lampe puis relevez immédiatement la température dans chacune des 2 compartiments à l’aide du thermomètre infrarouge. Au bout d’une minute enlever l’altuglas fumé et relever la température dans chaque récipient

43.protocoles_tests.odt

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Améliorer l'habitat conçu Les matériaux isolants : comment mesurer des propriétés thermiques ?

Fiche connaissance

HISTORIQUE Les matériaux isolants ont évolué au cours du temps : les découvertes faites sur les matériaux, la société, les préoccupations environnementales ont évolué. Par exemple il y a quelques années on isolait les bâtiments avec de l’amiante, alors qu’on sait maintenant que cet isolant est très dangereux pour l’homme. Maintenant on se tourne de plus en plus vers des matériaux naturels, sans danger ni pour l’homme ni pour l’environnement.

PRINCIPAUX

MATÉRIAUX ISOLANTS DE L'HABITAT

Matières premières

Matériaux

Danger pour l’homme

Concernant l’environnement

Fibres irritantes Basalte pour les (roche volcanique) muqueuses

Difficilement recyclable.

Polystyrène

Pétrole

Aucun

Mode de fabrication polluant. Gaz toxique lorsqu’il brûle.

Laine de bois

Bois

Aucun

Très facilement recyclable.

Laine de roche

Prix 3 € / m²

6,5 € / m²

9 € / m²

Remarque : un matériau est fabriqué grâce à un mélange de différentes matières premières. Les matières premières d’un matériau sont les éléments nécessaires à sa fabrication.

CHOIX D'UN

MATÉRIAU ISOLANT

Lors du choix d’un isolant pour la construction d’un bâtiment, on regarde plusieurs paramètres de cet isolant, on parle alors de contraintes. Par exemple, on peut faire ce choix grâce : • son prix, c’est la contrainte économique, • son respect de l’environnement, c’est la contrainte liée au développement durable, • sa dangerosité pour l’Homme, c’est la contrainte liée à la sécurité. Lorsqu’un fabricant choisit un matériau, c’est pour une ou plusieurs de ses propriétés (dur, flexible, conducteur électrique, imperméable, …). Il est donc nécessaire de bien connaître les propriétés des matériaux afin de choisir le matériau le plus approprié à la solution technique attendue, le choix relève d’un compromis par rapport à l’ensemble des propriétés. Pour connaître ces propriétés, on fait des expériences permettant de classer les matériaux par rapport à une propriété, dans notre cas ça a été l’isolation thermique. L’isolation thermique permet de limiter la circulation de chaleur entre un espace chaud et un espace froid : plus le matériau est isolant, moins la chaleur circulera. Pour tester la capacité d’un matériau à conduire la chaleur, on peut faire l’expérience suivante : 44.fiche_connaissance_materiaux_isolants.odt

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Améliorer l'habitat conçu Les matériaux isolants : comment mesurer des propriétés thermiques ?

Fiche connaissance

Pour que les résultats de l’expérience soient plus faciles à comprendre, on peut faire des courbes grâce au tableur/grapheur :

On remarque grâce à ces courbes que l’évolution de la température dans la boite n’est pas la même et donc que la capacité d’un matériau à conduire la chaleur n’est pas la même. Il y a donc des matériaux qui isolent mieux que d’autres.

DÉVELOPPEMENT

DURABLE ET VALORISATION

Les dangers pour l’homme et pour l’environnement sont de plus en plus pris en compte ! Cela vise à accroître le respect du développement durable : « un développement qui répond aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre à leurs besoins ». Le développement durable est composé de trois piliers à respecter : • le pilier économique, • le pilier social, • le pilier environnemental. Pour l’exemple des matériaux, il est possible de respecter le développement durable en utilisant des matériaux dont les matières premières sont disponibles dans la région (quand c’est possible) et ainsi limiter les dépenses énergétiques de transports mais aussi en choisissant des matériaux dont le recyclage est facile et peu polluant pour l’environnement. A l’autre bout de la chaîne, il est important de valoriser au maximum des objets techniques abîmés, nos déchets. La valorisation consiste à : • réutiliser le matériau tel quel dans d’autres fabrications, • recycler le matériau afin de le faire revenir à son état d’origine et ainsi fabriquer un nouvel objet technique, ou bien de le transformer pour en obtenir un nouveau, • incinérer pour utiliser la chaleur, soit directement pour du chauffage collectif, soit pour faire tourner des alternateurs et produire de l’électricité. 44.fiche_connaissance_materiaux_isolants.odt

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Optimiser l'habitat conçu Comment diminuer nos dépenses énergétiques ? Quels choix faire ?

Efficacité énergétique

COMPARER DES SOLUTIONS TECHNIQUES D'ÉCLAIRAGE

Examine le matériel mis à ta disposition : banc d'essai d'éclairages, emballages de lampes, appareils de mesure. Réponds aux questions suivantes : 1) Cite les 4 types de lampes (ampoules) que nous allons tester : ________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ www.tourreau-techno.fr 2) Quelle est leur tension d'utilisation ? __________ 3)

Y-a-t-il un danger électrique pour l'être humain en utilisant ces lampes ? _______

Pourquoi ? ______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 4)

Cite les appareils de mesure que nous allons utiliser : ___________________________________

5)

Quelles grandeurs physiques mesurent-ils et quelles sont les unités de mesure de chacune ? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________

6)

Que signifie le signe ci-contre que l'on trouve sur l'emballage de la lampe à incandescence ?

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 7)

Existe-t-il d'autres systèmes de commande d'éclairage qu'un simple interrupteur ? ________

Cites-en quelques-uns : __________________________________________________________________ 8)

Quels sont selon toi les critères à prendre en compte pour choisir une lampe ?

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 9)

Te souviens-tu à quoi sert un logiciel tableur-grapheur ?

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Nom : Prénom : 50_observation_materiel.odt

Classe :

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Optimiser l'habitat conçu Comment diminuer nos dépenses énergétiques ? Quels choix faire ?

Efficacité énergétique

COMPARER DES SOLUTIONS TECHNIQUES D'ÉCLAIRAGE

Examine le matériel mis à ta disposition : banc d'essai d'éclairages, emballages de lampes, appareils de mesure. Réponds aux questions suivantes : 1) Cite les 4 types de lampes (ampoules) que nous allons tester : lampe à incandescence, lampe fluocompacte, lampe à LED, lampe halogène. 2) Quelle est leur tension d'utilisation ? 230 V AC www.tourreau-techno.fr (tension du secteur). 3) Y-a-t-il un danger électrique pour l'être humain en utilisant ces lampes ? Oui Pourquoi ? Le courant qui les traverse est supérieur à 30 mA, donc mortel. Elles sont cependant protégées et on ne risque rien en cas d'utilisation normale. Attention aux brûlures. 4)

Cite les appareils de mesure que nous allons utiliser : luxmètre, wattmètre, thermomètre.

5) Quelles grandeurs physiques mesurent-ils et quelles sont les unités de mesure de chacune de ces grandeurs physiques ? la luminosité : en lux (lx) la puissance électrique : en watt (W) l'énergie électrique consommée : en kilowatt heure (kWh) la température : en degré Celsius (°C) 6) Que signifie le signe ci-contre que l'on trouve sur l'emballage de la lampe à incandescence ? C'est la classe énergétique E, qui signifie que l'efficacité énergétique de cette lampe est plutôt médiocre. 7) Existe-t-il d'autres systèmes de commande d'éclairage qu'un simple interrupteur ? oui Cites-en quelques-uns : détecteur de présence, commande par claquement de main, va-et-vient, minuterie. 8) Quels sont selon toi les critères à prendre en compte pour choisir une lampe ? coût immédiat, coût à long terme, économie d'énergie, nocivité (dangers pour la santé, pollution), recyclabilité, esthétique, qualité de l'éclairage. 9) Te souviens tu à quoi sert un logiciel tableur-grapheur ? La partie tableur permet de saisir des données (nombres) dans des tableaux et de réaliser des opérations (soustractions, divisions, conversions …). La partie grapheur permet, à partir de ces données, de réaliser des graphiques qui sont plus « parlants » que les simples tableaux de nombres.

Nom : Prénom : 50_observation_materiel_correction.odt

Classe :

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Optimiser l'habitat conçu Comment choisir une solution qui permette de minimiser les dépenses ?

Efficacité énergétique

CARACTÉRISTIQUES ET COÛT DES SOLUTIONS TECHNIQUES D'ÉCLAIRAGE Tu as vu pendant la vidéo sur « la bonne maison » qu'il suffit de réfléchir à des actions simples pour minimiser les dépenses énergétiques (ouvertures, orientation, ...). De plus, en testant différents matériaux tu as vu que l'on peut encore réduire les dépenses énergétiques en utilisant des matériaux dont les propriétés thermiques nous conviennent. Maintenant, tu vas tester différents moyens d'éclairage pour choisir celui qui consomme le moins et qui coûtera le moins cher au club sportif. Pour cela, tu vas procéder à des mesures sur chacune des 4 lampes et rentrer les informations mesurées dans le fichier « 51.essais_lampes.ods » que tu viens de télécharger : 1. remplis l'onglet « Caractéristiques » :

ATTENTION !

- les mesures doivent toujours être réalisées selon le même angle par rapport à la lampe - pour réaliser les mesures, attendre que la lampe soit bien éclairée (parfois quelques minutes) - pour les températures, faire les mesures et y enlever la valeur de la température ambiante, afin de ne relever que les degrés apportés par la lampe 2. calcule le coût énergétique de chaque lampe en remplissant le 2ème onglet « Coût énergétique ». Tu vas calculer le coût global de chaque lampe pour 1000 heures d'utilisation.

ATTENTION ! pour calculer le coût global de la lampe, il faut rajouter au coût énergétique le prix d'achat de la lampe réparti sur le nombre d'heures d'utilisation. Il faut d'abord chercher le prix d'achat de ces lampes, ou de leur équivalent (même puissance, même flux lumineux, même durée de vie). 3. Visualise les différences grâce à des diagrammes (graphiques) que tu vas créer et coupercoller dans l'onglet « Diagrammes »: •

« Comparatif énergétiques de différentes lampes » : sélectionne les colonnes A, B et C (Type de lampe, Coût de l'énergie consommée, et Efficacité énergétique) et créé un diagramme en ligne.

« Comparatif coût global/efficacité énergétique de différentes lampes sur 1000 heures d'utilisation » : sélectionne les colonnes A, C et H (l'an dernier tu as vu comment utiliser le Ctrl+clic pour sélectionner plusieurs éléments).

4. lorsque tu auras fini, appelle le professeur pour vérifier ton travail. Puis tu utiliseras tes diagrammes dans un compte rendu (fichier « 53.compte-rendu.odt ») dans lequel tu répondras aux questions puis rajouteras tes diagrammes. Nom : 51_consignes.odt

Prénom :

Classe :

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Optimiser l'habitat conçu Comment diminuer nos dépenses énergétiques ? Quels choix faire ?

Ressources

QUALITÉ DE LA LUMIÈRE L’IRC (Indice de rendu des couleurs) indique l’aptitude d’une lampe à faire ressortir toutes les nuances de couleurs. C’est la lumière du jour qui fixe l’indice maximum, soit un IRC de 100 %. Or, les lampes à incandescence et les halogènes atteignent généralement un excellent IRC : supérieur à 90 pour les premières et 100 % pour les secondes. Par contre, certaines lampes fluocompactes peinent à atteindre un IRC agréable. Pour obtenir un résultat probant, les spécialistes préconisent les lampes affichant un IRC supérieur à 85 %.

EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE Étiquette-énergie, obligatoire pour les lampes de plus de 4 watts, affiche quatre informations obligatoires et à ne surtout pas négliger : • la puissance électrique en watts (W) ; • le flux de lumière (énergie lumineuse) émis en lumen (lm) ; • la durée de vie en heure (h) ; • la classe d’efficacité énergétique qui varie de la lettre A (barre verte : résultat très performant) à la lettre G (barre rouge : efficacité très médiocre). Les ampoules fluocompactes affichent pour la plupart une efficacité de classe A, B indiquent une moins bonne qualité. A titre de comparaison, les lampes à incandescence de base sont pour la plupart de classe E et les halogènes oscillent entre C et G.

LES DIFFÉRENTS TYPES D'AMPOULE POUR L'ÉCLAIRAGE DOMESTIQUE Nous parlons d’ampoule qui est le terme employé communément pour désigner les lampes. C'est un abus de langage : le terme “ampoule” désigne littéralement l’enveloppe en Les lampes à filament classiques (lampes à incandescence), verre d’une lampe. Mais le sont concurrencées depuis le début des années 1980 par les terme “ampoule” est utilisé lampes dites “à économie d’énergie” qui ont un meilleur couramment et le mot “lampe” rendement lumineux et une meilleure longévité. Des directives est compris le plus souvent Européennes successives remettent en cause depuis le début des comme désignant un luminaire. années 2000 l’utilisation courante des lampes à incandescence pour l’éclairage domestique. A terme les lampes classiques à incandescence devraient disparaître de l’habitat au profit de moyens d’éclairage plus économiques et plus respectueux de l’environnement. 4 types d’ampoules sont utilisées pour l’éclairage domestique : • les ampoules à filament tungstène, • les ampoule halogènes, • les ampoules fluorescentes (fluocompactes), • les ampoules à LED.

Nom : 52_ressource.odt

Prénom :

Classe :

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Ressources

Les lampes à incandescence classiques Ce sont encore les lampes les plus courantes. Elles sont constituées d’un filament tungstène plongé dans un gaz neutre. Le filament est traversé par un courant électrique qui le porte à incandescence ; il émet de la lumière et de la chaleur, et perd petit à petit de la matière jusqu’à se rompre. Les lampes à filament tungstène ont une durée de vie limitée et n’ont pas une très bonne efficacité énergétique : beaucoup d’énergie est dissipée en chaleur. Environ 5 % seulement de l’énergie consommée est restituée en lumière. Elles sont vouées à être remplacées par des lampes de meilleure efficacité énergétique et aussi plus durables.

Nom : 52_ressource.odt

Prénom :

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Ressources

Les lampes à incandescence halogène Elles sont constituées d’un filament plongé dans des vapeurs de brome ou d’iode. Ce gaz permet que le filament s’use beaucoup moins vite que dans une lampe à incandescence classique. La durée de vie est environ 2 fois celle d’une ampoule classique. Le filament peut être porté à plus haute température, ce qui permet un meilleur rendement et l’émission d’une lumière plus vive.

Nom : 52_ressource.odt

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Ressources

Les lampes fluocompactes Elles fonctionnent selon le même principe que les tubes fluorescents et en constituent une variante moins encombrante. Un gaz est excité par un courant électrique et émet un rayonnement ultraviolet qui produit une lumière visible au contact de pigments fluorescents qui tapissent les parois de l’ampoule. La durée de vie de ces lampes est environ 6 à 8 fois plus élevée que celle des ampoules à filament classiques. Leur rendement énergétique est 5 à 6 fois plus important que celui des ampoules à filament classique : environ 30% de l’énergie consommée est restituée en lumière. En revanche il leur faut plusieurs minutes de montée en puissance pour qu’elle fournissent leur plein éclairage.

Nom : 52_ressource.odt

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Ressources

Les lampes à LED Une LED (Light Emitting Diode, ou en français DEL : Diode Émettrice de Lumière) est un composant électronique constitué de matériaux semi-conducteurs qui émet de la lumière sous l’action d’un courant électrique faible. La technologie LED a été découverte en 1907 mais les premières applications n’ont vu le jour que dans les années 1970. Les lampes d’éclairage à LED sont apparues au début du 21e siècle. Les lampes à LED sont constituées de plusieurs LED réunies dans un même boîtier. Les avantages de ce type de lampe sont : très faible consommation (8 fois moins qu’une lampe à incandescence), durée de vie très longue (environ 50 000 à 100 000 heures). De plus les LED ne contiennent pas de mercure, contrairement aux lampes fluo. En revanche les LED d’éclairage ne procurent qu’une lumière très directionnelle, dans un cône d’environ 120°, ce qui rend difficile d’obtenir un éclairage diffus. On entend et on voit même écrit que les lampes à LED ne dégagent pas de chaleur. Cela ne reflète pas exactement la réalité car s’il est vrai que les LED ne dégagent presque pas de chaleur, pour les utiliser dans une ampoule d’éclairage domestique il faut les associer à un transformateur, ou système électronique qui les alimente en courant continu. Ces systèmes de transformateur sont inclus dans les culots des ampoules à LED et produisent de la chaleur. Sur certaines ampoules à LED le culot est munis d’ailettes de refroidissement.

Nom : 52_ressource.odt

Prénom :

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Optimiser l'habitat conçu Comment choisir une solution qui permette de minimiser les dépenses ?

Efficacité énergétique

CARACTÉRISTIQUES ET COÛT DES SOLUTIONS TECHNIQUES D'ÉCLAIRAGE – COMPTE RENDU Tu vas présenter un compte-rendu en complétant ce document. Pour t'aider, tu as une trame grâce aux questions ci-dessous : •

formule tes réponses pour qu'elles soient compréhensibles sans les questions puis supprime toutes les consignes (texte en italique)

rajoute par copier-coller les 2 diagrammes que tu as tracés dans l'activité précédente et commente les Mesures d'éclairement : que se passe-t-il lorsqu'on mesure l'éclairement selon des angles différents ? Quelle est la lampe pour laquelle l'éclairement baisse beaucoup si on mesure sur les côtés de la lampe ? Peut-on en déduire une utilisation particulière de cette lampe ? Temps de montée en puissance ? Qualité de l'éclairage : froid, chaud, intense, direct … Température : noter les lampes qui chauffent le plus. Qu'en déduis-tu ? Quel est l'intérêt de la lampe qui a la meilleure efficacité énergétique ? Autres remarques :

Nom : 53.compte-rendu.odt

Prénom :

Classe :

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Efficacité énergétique

CARACTÉRISTIQUES ET COÛT DES SOLUTIONS TECHNIQUES D'ÉCLAIRAGE – COMPTE RENDU Quelle remarque pour la consommation mesurée et la consommation annoncée : toutes les lampes consomment un peu plus que ce qui est annoncé. Que se passe-t-il lorsqu'on mesure l'éclairement selon des angles différents ? L'éclairement varie selon l'angle de mesure. Quelle est la lampe pour laquelle l'éclairement baisse beaucoup si on mesure sur les côtés de la lampe ? La lampe à LED. Peut-on en déduire une utilisation particulière de cette lampe ? Utilisée pour un besoin d'éclairage direct sous la lampe (bureau, plan de travail). Temps de montée en puissance ? Très long pour la lampe fluo compacte, plusieurs minutes. Qu'en déduis-tu ? Beaucoup d'énergie se perd en chaleur plutôt qu'en lumière, surtout pour les lampes à filament (incandescence et halogène). Quel est l'intérêt de la lampe qui a la meilleure efficacité énergétique ? C'est celle qui protège le mieux la planète : moins d'énergie consommée pour un même éclairement. - Autres remarques :

Comparatif énergétique de différentes lampes 6 5 4 Coût de l'énergie consommée en €

3 2

Efficacité énergétique (*)

1 0 Lampe halogène économique Lampe à incandescence Lampe fluo compacte

Lampe à LED

Comparatif du coût global/efficacité énergétique pour 1000 heures de fonctionnement 6 5 4 3

Efficacité énergétique (*)

2

Coût global de la lampe

1 0 Lampe à incandescence Lampe halogène économique

Nom : Prénom : 53.compte-rendu_pistes_correction.odt

Lampe fluo compacte

Classe :

Lampe à LED

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Efficacité énergétique

MINIMISONS LES DÉPENSES La nécessité de réaliser des économies d'énergie va modifier les pratiques d'éclairage urbain dans les années qui viennent. L'éclairage public représente en effet chaque année l'équivalent de la production d'un réacteur nucléaire (1260 MégaWatts). Un décret du Ministère de l’Écologie a rendu obligatoire à partir de juillet 2012 l'extinction de toutes les enseignes lumineuses commerciales entre 1 h et 6 h du matin. Ce qui, selon le Ministère de l’Écologie, devrait faire économiser 700 GigaW/h, soit la consommation de 260 000 ménages par an. Un exemple des bonnes pratiques à venir est donné par la petite commune de Vif (8 300 habitants) qui expérimente depuis le 12 mars 2012 un dispositif d'éclairage intelligent sur une distance inédite en France. Au lieu d'éteindre tous les lampadaires à une heure du matin, ou de placer des détecteurs de présence tous les cinquante mètres (ce qui déclenche dix lampadaires d'un coup), la technologie utilisée préserve le confort des passants tout en optimisant les économies d'électricité (en l'occurrence 21 000 kW/h et deux tonnes de CO2 évitées). Dans ce cas, le noir n’est toutefois pas total la nuit (mode veille à 10 % de la puissance lumineuse) ; l'intensité augmente progressivement à l'approche de piétons ou cyclistes (passant de 10 % à 100 % de la capacité d’éclairage avant de redescendre à 10 % après le passage des utilisateurs de la route). Le prix de ces luminaires n'est pas communiqué mais ETDE, la société qui a mis au point le système, précise qu'il est de 50 % supérieur à celui des lampadaires classiques. Rends toi sur le site dans la partie suivante afin de lire la vidéo sur ce dispositif : Dans chaque commune, en moyenne, quelle est la proportion de la facture globale d’énergie dédiée à l’éclairage public ? _______________ Quel pourcentage de quantité d’énergie ce dispositif permet d’économiser ? _______________ Trace la chaîne d’énergie de ce système :

Explique en quelques lignes en quoi l’automatisation permet de minimiser la dépense d’énergie : _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Quel est le capteur utilisé pour détecter le passage ? _________________________________________ Qu’est ce qui assure le confort des passants ? _______________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Nom : Prénom : 54.piloter_eclairage_econome.odt

Classe :

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PROGRESSION TECHNOLOGIQUE Dans la question précédente, tu as mis en avant que le développement de l’automatisation permet d’économiser les dépense énergétiques grâce à des dispositifs communiquants. De l’intervention manuelle à l’automatisation...

En 1697, un édit est promulgué et prescrit l'établissement de lanternes d’éclairage public dans les principales villes du royaume.

Entre 1769 et 1782, 1200 réverbères à huile sont installés dans les rues de Paris.

Lutte contre l’insécurité par la lumière C'est en 1258 que l'on trouve la première trace d'une lutte contre l'insécurité via la mise en place d'un projet d'éclairage public. SaintLouis émet l'ordonnance que chaque propriétaire ait à éclairer sa façade à l'aide d'un pot-à-feu sous peine, pour tout contrevenant, d'amende et de peine de prison. Celle-ci sera ignorée par la population, par soucis d'économies et par peur des éventuels incendies.

Des lanternes au gaz ont été mises en service pour la première fois en France le 1er janvier 1829.

L'entrée en lice de l'électricité dans l'éclairage public français a eu lieu en février 1878.

Apparition des ballons fluorescents. A partir de 1952, des lampes fluorescentes avec une forme de lampe à incandescence apparaissent.

A partir de 1967 apparaissent les premières lampes dites "lampes à sodium haute pression". Elles émettent un rayonnement lumineux blanc-chaud à teints orangés.

L’apparition des luminaires leds dans les années 2000 préfigure l’éclairage de demain. L’apparition des appareillages électroniques dans les luminaires permet désormais d’envisager la télégestion des points lumineux.

Le développement récent des énergies renouvelables à permis à l'éclairage autonome de se développer via des lampadaires solaires ou des lampadaires hybrides. Ces nouveaux systèmes d'éclairage intègrent un ou plusieurs panneaux photovoltaïques et/ou une petite éolienne.


Optimiser l'habitat conçu Comment choisir une solution qui permette de minimiser les dépenses ?

Efficacité énergétique

ESSAYONS DE FAIRE AUSSI BIEN ! Nos avancées technologiques actuelles (éclairages LED + source d’énergie renouvelable) permettent d’économiser l’énergie, mais nous avons aussi vu que l’automatisation est un atout majeur. Dans notre projet, pour la sécurité/confort des personnes, il est important d’installer un éclairage extérieur afin que chacun ait le temps de descendre de voiture et de parvenir jusqu’à la porte d’entrée. Tu as vu différents capteurs, lesquels vas tu choisir et où vas tu les placer ? _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Votre mission d’équipe est donc de : • placer les capteurs à des endroits stratégiques de votre maquette pour simuler votre idée • placer les luminaires extérieurs qui permettront d’assurer l’éclairage depuis le parking jusqu’à l’entrée (vous êtes libres d’utiliser l’espace de la salle de Technologie pour fabriquer tout élément nécessaire à la réalisation de votre solution) • programmer et mettre en œuvre votre solution • prendre des photos, les insérer dans un traitement de texte afin de les légender ; puis imprimer cette présentation de votre réalisation.

PRÉPARER LE PROGRAMME Décris étape par étape ce que tu veux qu’il se passe lorsque tu mettras en œuvre tout le système d’éclairage : _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Nom : Prénom : 54.piloter_eclairage_econome.odt

Classe :

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Optimiser l'habitat conçu Comment choisir une solution qui permette de minimiser les dépenses ?

Efficacité énergétique

Colle ici le programme de pilotage de l’éclairage extérieur que tu as créé dans le logiciel Organigram en te basant sur les descriptions de la question précédente :

Lorsque le programme sera validé par le professeur, câble ta solution, positionne la sur la maquette puis envoie ton programme dans l’interface afin de faire fonctionner la maquette. N’oublie pas de prendre des photos, de les insérer dans un traitement de texte et de les légender ; puis d’imprimer cette présentation de votre réalisation.

BONUS Avec • • •

ton équipe, faîtes de même pour l’éclairage intérieur afin : d’améliorer le confort des usagers du bâtiment en ayant une intensité lumineuse suffisante d’assurer la sécurité grâce à la visibilité engendrée sur toute la surface d’économiser l’énergie en éteignant les lumières quand elles ne sont plus utiles

Nom : Prénom : 54.piloter_eclairage_econome.odt

Classe :

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Efficacité énergétique

MINIMISONS LES DÉPENSES La nécessité de réaliser des économies d'énergie va modifier les pratiques d'éclairage urbain dans les années qui viennent. L'éclairage public représente en effet chaque année l'équivalent de la production d'un réacteur nucléaire (1260 mégawats). Un décret du Ministère de l’Écologie a rendu obligatoire à partir de juillet 2012 l'extinction de toutes les enseignes lumineuses commerciales entre 1 h et 6 h du matin. Ce qui, selon le Ministère de l’Écologie, devrait faire économiser 700 GigaW/h, soit la consommation de 260 000 ménages par an. Un exemple des bonnes pratiques à venir est donné par la petite commune de Vif (8 300 habitants) qui expérimente depuis le 12 mars 2012 un dispositif d'éclairage intelligent sur une distance inédite en France. Au lieu d'éteindre tous les lampadaires à une heure du matin, ou de placer des détecteurs de présence tous les cinquante mètres (ce qui déclenche dix lampadaires d'un coup), la technologie utilisée préserve le confort des passants tout en optimisant les économies d'électricité (en l'occurrence 21 000 kW/h et deux tonnes de CO2 évitées). Dans ce cas, le noir n’est toutefois pas total la nuit (mode veille à 10 % de la puissance lumineuse) ; l'intensité augmente progressivement à l'approche de piétons ou cyclistes (passant de 10 % à 100 % de la capacité d’éclairage avant de redescendre à 10 % après le passage des utilisateurs de la route). Le prix de ces luminaires n'est pas communiqué mais ETDE, la société qui a mis au point le système, précise qu'il est de 50 % supérieur à celui des lampadaires classiques. Rends toi sur le site dans la partie suivante afin de lire la vidéo sur ce dispositif : Dans chaque commune, en moyenne, quelle est la proportion de la facture globale d’énergie Près de 40 % dédiée à l’éclairage public ? _______________ 75 % Quel pourcentage de quantité d’énergie ce dispositif permet d’économiser ? _______________ Trace la chaîne d’énergie de ce système : Énergie électrique

Énergie lumineuse

DEL

Explique en quelques lignes en quoi l’automatisation permet de minimiser la dépense d’énergie : -_______________________________________________________________________________________ Quand personne n’est détecté, l’éclairage n’est qu’à 10 % de puissance habituelle. -_______________________________________________________________________________________ Quand quelqu’un est détecté, seul le lampadaire direct est à 100 % ; les lampadaires proches augmentent progressivement. -_______________________________________________________________________________________ Quand la personne est partie, l’éclairage redescend à 10 %. _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Une caméra / détecteur de présence Quel est le capteur utilisé pour détecter le passage ? _________________________________________ Qu’est ce qui assure le confort des passants ? _______________________________________________ Les détecteurs ne déclenchent l’allumage QUE de quelques lampadaires ; puis ceux-ci communiquent entre _______________________________________________________________________________________ eux pour assurer un halo de lumière autour du passant. Nom : Prénom : 54.piloter_eclairage_econome_correction.odt

Classe :

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PROGRESSION TECHNOLOGIQUE Dans la question précédente, tu as mis en avant que le développement de l’automatisation permet d’économiser les dépense énergétiques grâce à des dispositifs communiquants. De l’intervention manuelle à l’automatisation...

En 1697, un édit est promulgué et prescrit l'établissement de lanternes d’éclairage public dans les principales villes du royaume.

Entre 1769 et 1782, 1200 réverbères à huile sont installés dans les rues de Paris.

Lutte contre l’insécurité par la lumière C'est en 1258 que l'on trouve la première trace d'une lutte contre l'insécurité via la mise en place d'un projet d'éclairage public. SaintLouis émet l'ordonnance que chaque propriétaire ait à éclairer sa façade à l'aide d'un pot-à-feu sous peine, pour tout contrevenant, d'amende et de peine de prison. Celle-ci sera ignorée par la population, par soucis d'économies et par peur des éventuels incendies.

Des lanternes au gaz ont été mises en service pour la première fois en France le 1er janvier 1829.

L'entrée en lice de l'électricité dans l'éclairage public français a eu lieu en février 1878.

Apparition des ballons fluorescents. A partir de 1952, des lampes fluorescentes avec une forme de lampe à incandescence apparaissent.

A partir de 1967 apparaissent les premières lampes dites "lampes à sodium haute pression". Elles émettent un rayonnement lumineux blanc-chaud à teints orangés.

L’apparition des luminaires leds dans les années 2000 préfigure l’éclairage de demain. L’apparition des appareillages électroniques dans les luminaires permet désormais d’envisager la télégestion des points lumineux.

Le développement récent des énergies renouvelables à permis à l'éclairage autonome de se développer via des lampadaires solaires ou des lampadaires hybrides. Ces nouveaux systèmes d'éclairage intègrent un ou plusieurs panneaux photovoltaïques et/ou une petite éolienne.


Optimiser l'habitat conçu Comment choisir une solution qui permette de minimiser les dépenses ?

Efficacité énergétique

ESSAYONS DE FAIRE AUSSI BIEN ! Nos avancées technologiques actuelles (éclairages LED + source d’énergie renouvelable) permettent d’économiser l’énergie, mais nous avons aussi vu que l’automatisation est un atout majeur. Dans notre projet, pour la sécurité/confort des personnes, il est important d’installer un éclairage extérieur afin que chacun ait le temps de descendre de voiture et de parvenir jusqu’à la porte d’entrée. Tu as vu différents capteurs, lesquels vas tu choisir et où vas tu les placer ? _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Votre mission d’équipe est donc de : • placer les capteurs à des endroits stratégiques de votre maquette pour simuler votre idée • placer les luminaires extérieurs qui permettront d’assurer l’éclairage depuis le parking jusqu’à l’entrée (vous êtes libres d’utiliser l’espace de la salle de Technologie pour fabriquer tout élément nécessaire à la réalisation de votre solution) • programmer et mettre en œuvre votre solution • prendre des photos, les insérer dans un traitement de texte afin de les légender ; puis imprimer cette présentation de votre réalisation.

PRÉPARER LE PROGRAMME Décris étape par étape ce que tu veux qu’il se passe lorsque tu mettras en œuvre tout le système d’éclairage : _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Nom : Prénom : 54.piloter_eclairage_econome_correction.odt

Classe :

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Optimiser l'habitat conçu Comment choisir une solution qui permette de minimiser les dépenses ?

Efficacité énergétique

Colle ici le programme de pilotage de l’éclairage extérieur que tu as créé dans le logiciel Organigram en te basant sur les descriptions de la question précédente :

Lorsque le programme sera validé par le professeur, câble ta solution, positionne la sur la maquette puis envoie ton programme dans l’interface afin de faire fonctionner la maquette. N’oublie pas de prendre des photos, de les insérer dans un traitement de texte et de les légender ; puis d’imprimer cette présentation de votre réalisation.

BONUS Avec • • •

ton équipe, faîtes de même pour l’éclairage intérieur afin : d’améliorer le confort des usagers du bâtiment en ayant une intensité lumineuse suffisante d’assurer la sécurité grâce à la visibilité engendrée sur toute la surface d’économiser l’énergie en éteignant les lumières quand elles ne sont plus utiles

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Classe :

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Améliorer l'habitat conçu Assurer le confort mais surtout minimiser les dépenses dépenses d’énergie !

EFFICACITÉ

Fiche connaissance

ÉNERGÉTIQUE

L’efficacité énergétique est ce que l’on cherche pour économiser les dépenses énergétiques, en effet on veut minimiser l’énergie nécessaire pour alimenter un système qui produira l’effet voulu. Étiquette-énergie : elle est obligatoire pour les lampes de plus de 4 watts, elle affiche quatre informations obligatoires et à ne surtout pas négliger : • la puissance électrique en watts (W) ; • le flux de lumière (énergie lumineuse) émis en lumen (lm) ; • la durée de vie en heure (h) ; • la classe d’efficacité énergétique qui varie de la lettre A (barre verte : résultat très performant) à la lettre G (barre rouge : efficacité très médiocre).

De plus en plus d’objet sont munis de cette étiquette, on y trouve des informations sur des critères d’efficacité ainsi que des caractéristiques techniques. Pour mesurer l’énergie consommée, on utilise un Wattmètre, tout comme on en trouve dans les compteurs électriques de maison. On mesure l’énergie en kilo watt-heure (kWh) : 1kWh = énergie consommée pendant une heure par un appareil ayant une puissance de 1000 Watts.

MINIMISER

LES DÉPENSES ÉNERGÉTIQUES

Les progrès technologiques permettent de créer des objets techniques qui consomment de moins en moins d’énergie (exemple de l’éclairage : des lampes halogènes aux fluocompactes, puis aux LED). Mais il faut aussi que le système dans son ensemble consomme moins et aussi chercher à utiliser des sources d’énergie renouvelables. L’automatisation permet de gérer la consommation d’énergie. En ne consommant que ce qui est nécessaire au bon moment, nous faisons des économies. Exemple du chauffage : La programmation du chauffage permet de faire varier la température choisie en fonction du moment de la journée (jour/nuit), du jour de la semaine, de l’occupation des lieux, des différentes pièces (chambres/salon/…), de la température extérieure, … Mais surtout de ne se déclencher qu’au moment voulu. Le choix pertinent des capteurs est primordial pour l’efficacité, mais aussi la communication entre les systèmes ou entre les éléments du système. 59.fiche_connaissance_efficacite.odt

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Améliorer l'habitat conçu Assurer le confort mais surtout minimiser les dépenses dépenses d’énergie !

APPLICATION

Fiche connaissance

À LA DOMOTIQUE

Capteurs, permettant au système de prendre des décisions.

Actionneurs, permettant au système de produire l’effet voulu.

Chaîne d’énergie, ou de puissance, énergie commandée par l’interface pour alimenter les actionneurs.

Interface, organe de décision. Chaîne d’information, énergie circulant des capteurs à l’interface. Les interfaces permettent la communication entre deux éléments. Soit entre l’homme et le système, cette interface appelée « interface homme-machine » va permettre à l’utilisateur de communiquer avec le système. Soit entre la chaîne d’information et la chaîne d’énergie, elle va faire le lien entre ces deux chaînes en recueillant des informations et donnant des ordres.

59.fiche_connaissance_efficacite.odt

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Aménager un habitat Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ?

Evolution de l'OT

SITUER DES SOLUTIONS TECHNIQUES D'ÉCLAIRAGE À TRAVERS LE TEMPS Tu vas réaliser une frise chronologique retraçant les principales inventions dans l’histoire de l’éclairage en complétant le document à télécharger : 1. place les 9 images de la plus ancienne à la plus récente sur la frise, en les redimensionnant si besoin, dans leur cadre respectif. 2. place toutes les phrases clés proposées ci-dessous en les associant aux moyens d’éclairage respectifs et en les insérant à côté (ou dessous) des images sur la frise : sélectionne la phrase / "copier" puis sur la frise "Créer une zone de texte" / "coller" ( au besoin étirer la zone pour améliorer la mise en page). 3. si nécessaire, modifier la taille des caractères pour une meilleure lisibilité. 4. lorsque tu auras fini, fais un "Aperçu avant impression" pour vérifier que ton travail tient sur une seule page puis imprime ton travail.

Phrases à placer : La chandelle de graisse animale ou suif éclaire les campagnes tandis que la bougie faite de cire d’abeille est plus coûteuse. À partir de 1853, ce luminaire plus simple d’utilisation est constitué d’un réservoir de pétrole qui monte vers le bec grâce à une mèche. Par son tube miniaturisé et replié sur lui-même, dès 1980, cette lampe appelée fluorescente ou fluocompacte apparaît bien plus écologique et économique que ses concurrentes. De nos jours, les lampes à diodes électroluminescentes (LED) équipent plus souvent les nouvelles habitations du fait de leur consommation réduite et de leur durée de vie plus longue. Les hommes préhistoriques s’éclairaient et se chauffaient avec le feu. Lampe néon : un tube contenant du gaz (néon) mis sous tension électrique provoque de petites décharges électriques créant la lumière. Les Grecs et les Romains utilisaient de l’huile pour éclairer leurs habitations. Les premières lampes étaient des pierres taillées en creux où brûlait de la graisse animale. En 1879, Edison invente la lampe à incandescence à filament de carbone chauffé dans du vide : « l’ampoule électrique ». Nom : 55_consignes.odt

Prénom :

Classe :

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Aménager un habitat Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ?

Evolution de l'OT

De nos jours, les lampes à diodes électroluminescentes (LED) équipent plus souvent les nouvelles habitations du fait de leur consommation réduite et de leur durée de vie plus longue.

Les premières lampes étaient des pierres taillées en creux où brûlait de la graisse animale.

En 1879, Edison invente la lampe à incandescence à filament de carbone chauffé dans du vide : « l’ampoule électrique ». Par son tube miniaturisé et replié sur lui-même, dès 1980, cette lampe appelée fluorescente ou fluocompacte apparaît bien plus écologique et économique que ses concurrentes.

À partir de 1853, ce luminaire plus simple d’utilisation est constitué d’un réservoir de pétrole qui monte vers le bec grâce à une mèche.

Les hommes préhistoriques s’éclairaient et se chauffaient avec le feu.

La chandelle de graisse animale ou suif éclaire les campagnes tandis que la bougie faite de cire d’abeille est plus coûteuse.

Lampe néon : un tube contenant du gaz (néon) mis sous tension électrique provoque de petites décharges électriques créant la lumière.

Les Grecs et les Romains utilisaient de l’huile pour éclairer leurs habitations.

PREHISTOIRE

ANTIQUITE 4e millénaire avant J.C.

Nom :

Prénom :

56_frise_evolution_eclairage_correction.odt

MOYEN AGE 476

TEMPS MODERNES 1500

1853 Classe :

1879

EPOQUE CONTEMPORAINE 1910

1980

2005

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Aménager un habitat Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ?

PREHISTOIRE

Nom :

ANTIQUITE 4e millénaire avant J.C. Prénom :

56_frise_evolution_eclairage_eleve.odt

Evolution de l'OT

MOYEN AGE 476

TEMPS MODERNES 1500

1853 Classe :

1879

EPOQUE CONTEMPORAINE 1910

1980

2005

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Aménager un habitat Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ?

Evolution de l'OT

COMPARAISON DES ÉCLAIRAGES À TRAVERS LE TEMPS • S'aider de la fiche « Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ? - frise chronologique » que tu as remplie, et si besoin d'une encyclopédie ou bien d'une recherche sur Internet. • Pour le principe de fonctionnement (voir cours de 6ème), explique en quelques mots comment fonctionne la lampe. •

Pour l'efficacité, il s'agit de noter les lampes de 1 à 4, la lampe notée 4 étant celle qui éclaire le mieux.

Pollution : il s'agit de la pollution de l'air ambiant ; réponds par oui ou par non.

Recyclage : classe de 1 (celle qui produit le moins de déchets ) à 4 (celle qui en produit le plus).

Esthétique : classe les lampes de 1 (celle qui te semble la moins belle) à 4 (celle qui te semble la plus belle).

Lampes

Lampe à huile

Lampe à pétrole

Lampe à incandescence

Lampe à LED

Date ou époque

Antiquité

1853

1879

2010

Énergie ou combustible

Huile

Pétrole

Électricité

Électricité

Principe technique

Mèche plongée dans l'huile et enflammée

Mèche imprégnée de pétrole lampant (raffiné) et enflammée.

Filament de carbone (aujourd'hui tungstène) porté à incandescence dans le vide

Plusieurs diodes électroluminescentes (composants électroniques émettant de la lumière lorsqu'ils sont traversés par un courant électrique)

Efficacité

1

2

3

4

Pollution de l'air

Oui

Oui

Non

Non

Recyclage

1

2

3

4

Esthétique

Au niveau de l'efficacité, que remarques-tu ? Plus on avance dans le temps, et plus les lampes deviennent efficaces (éclairent mieux). Note : ceci est conforme aux lois de l'évolution des objets techniques que l'on modifie pour améliorer leurs performances. Au niveau du recyclage, que remarques-tu ? Plus on avance dans le temps, et plus il y a de déchets. Cependant des filières de recyclage commencent à se mettre en place (leds). Que doit faire notre société moderne avec les déchets ? Les recycler, c'est à dire récupérer un maximum de matériaux pour créer de nouveaux objets. Une lampe à huile pollue-t-elle plus l'air ambiant qu'une lampe à LED ? Oui Est-ce qu'avec une lampe à LED, on protège mieux la planète qu'avec une lampe à huile ? Non. Explique : Car on utilise de l'électricité, produite le plus souvent avec des matières fossiles (polluantes et qui s'épuisent), et aussi car il y a plus de déchets, parfois difficiles ou impossibles à recycler (LED). Nom : Prénom : 57_comparatif_correction.odt

Classe :

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Aménager un habitat Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ?

Evolution de l'OT

COMPARAISON DES ÉCLAIRAGES À TRAVERS LE TEMPS • S'aider de la fiche « Comment les techniques ont permis d'améliorer un OT ? - frise chronologique » que tu as remplie, et si besoin d'une encyclopédie ou bien d'une recherche sur Internet. • Pour le principe de fonctionnement (voir cours de 6ème), explique en quelques mots comment fonctionne la lampe. •

Pour l'efficacité, il s'agit de noter les lampes de 1 à 4, la lampe notée 4 étant celle qui éclaire le mieux.

Pollution : il s'agit de la pollution de l'air ambiant ; réponds par oui ou par non.

Recyclage : classe de 1 (celle qui produit le moins de déchets ) à 4 (celle qui en produit le plus).

Esthétique : classe les lampes de 1 (celle qui te semble la moins belle) à 4 (celle qui te semble la plus belle).

Lampe

Lampe à huile

Lampe à pétrole

Lampe à incandescence

Lampe à LED

Date ou époque Énergie ou combustible Principe technique

Efficacité Pollution de l'air Recyclage Esthétique Au niveau de l'efficacité, que remarques-tu ? …...................................................................................................................................... …...................................................................................................................................... Au niveau du recyclage, que remarques-tu ? …...................................................................................................................................... …...................................................................................................................................... Que doit faire notre société moderne avec les déchets ? …...................................................................................................................................... …...................................................................................................................................... Une lampe à huile pollue-t-elle plus l'air ambiant qu'une lampe à LED ? …............. Est-ce qu'avec une lampe à LED, on protège mieux la planète qu'avec une lampe à huile ? …............... Explique : …...................................................................................................................................... …...................................................................................................................................... …...................................................................................................................................... Nom : 57_comparatif_eleve.odt

Prénom :

Classe :

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Améliorer l'habitat conçu Les objets techniques ont évolué, mais pour quels besoins ?

S'ADAPTER AUX

Fiche connaissance

BESOIN ET AUX SOCIÉTÉS

Au fil du temps, la société changeant, progressant technologiquement, les besoins de l'homme ont évolué. Mais les besoins ne sont pas les mêmes à tous les endroits du globe, et donc les réponses non plus ! Exemples de besoins équivalents mais avec des solutions adaptées aux régions du globe : Chauffer une habitation

Transporter des biens et des personnes

Les besoins évoluent aussi avec la société et son évolution. Dans l'exemple précédent, il s'agit aussi de se déplacer dans les campagnes. Avec le temps et la croissance des villes, par exemple, il a fallu aussi envisager des transports en commun, comme avec l'invention du tramway : 58.fiche_connaissance_evolution.odt

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Améliorer l'habitat conçu Les objets techniques ont évolué, mais pour quels besoins ?

S'ADAPTER À L'UTILISATEUR

Fiche connaissance

PAR DES CHOIX ESTHÉTIQUES ET ERGONOMIQUES

Le besoin évolue, on cherche à avoir des lignes moins coûteuses et on implante dans certaines villes le trolleybus (ou trolley) : Mais l'évolution des 1er trolley de Siemens, énergies, des matériaux et 1882, des techniques de Berlin

réalisation font évoluer les objets techniques :

On peut aussi s'apercevoir dans ces exemples que l'on répond à un besoin mais que des choix esthétiques et ergonomiques ont été faits pour s'adapter à l'époque. Exemple : écouter de la musique en se déplaçant Lecteur de K7 Lecteur de CD

1979 1979 58.fiche_connaissance_evolution.odt

1984 1984

Lecteur de Mini-Disc

1992 1992

Lecteur de MP3

2004 2004 Page 2/3


Améliorer l'habitat conçu Les objets techniques ont évolué, mais pour quels besoins ?

EVOLUTION

Fiche connaissance

DES SOLUTIONS TECHNIQUES

Les besoins évoluent, les goûts changent, les moyens techniques progressent, l'ergonomie s'améliore, les matériaux sont de plus en plus légers, les appareils sont miniaturisés et de plus en plus performants : les solutions techniques correspondent aux inventions et aux progrès techniques de chaque époque. On distingue 4 grandes étapes de l'évolution des solutions techniques car elles se font en parallèle au développement de l'automatisation : 1. Solutions techniques non-mécanisées

Tout se fait par intervention humaine. C'est l'énergie musculaire qui permet le fonctionnement des objets techniques.

2. Solutions mécanisées

1ère révolution industrielle, vers la fin du 18ème siècle : le charbon produit l'énergie thermique nécessaire à l'utilisation de la vapeur comme créatrice d'énergie mécanique permettant le fonctionnement des objets techniques. 2ème révolution industrielle, vers la fin du 19ème siècle : la production de l'électricité permet d'utiliser cette énergie électrique pour faire fonctionner des moteurs. 3ème révolution industrielle, aussi désignée sous le terme de « révolution informatique » : elle démarre avec les années 1970 avec l’invention d’Internet (Arpanet, 1969), du microprocesseur (Intel, 1971) et l’ordinateur de bureau (Apple, 1977). La machine devient automatique : l'utilisateur programme le système qui va ensuite fonctionner en boucle sans intervention humaine.

3. Solutions techniques automatiques

L'automatisation progresse, les objets techniques interagissent avec leur environnement : les données numérisées sont traitées par le système qui va pouvoir décider de façon autonome. Les barrières entre les éléments sont floues, les systèmes sont truffés de capteurs.

4. Solutions techniques informatisées Exemples Appareil à boîte noire

Réglages entièrement manuels

Appareil reflex

Appareil avec autofocus

Appareil photo numérique

Des mécanismes ouvrent et ferment l'objectif

Des capteurs et des mécanismes permettent le réglage automatique

L'image est numérisée sous un format exploitable

58.fiche_connaissance_evolution.odt

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Améliorer l'habitat conçu La section handibad vient d'ouvrir, mais comment accueillir tout le monde ?

ACCESSIBILITÉ Nous • • • •

Cahier des charges

DANS LE BÂTIMENT

avons vu qu'il fallait trouver des solutions constructives aux problèmes techniques suivants : portail automatisé, mais le terrain ne nous permet pas d'avoir un portail coulissant rampe à l'entrée : il suffira de mettre la porte à niveau du sol porte d'entrée automatique rampe intérieure

Néanmoins, en calculant la pente des rampes, tu as pu voir qu'elles étaient trop longues pour rentrer dans le bâtiment, il nous faudra donc mettre un élévateur pour changer de niveau :

Nous avons donc plusieurs points à automatiser, qui fait quoi dans ton équipe ? Prénoms

Maquettes Portail battant d'entrée Porte d'entrée Élévateur Fabrication des pièces manquantes Lance le logiciel Gantt Project et complète le avec ton équipe chaque semaine (voir aide du site Ressources) :

61.repartition.odt

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Améliorer l'habitat conçu La section handibad vient d'ouvrir, mais comment accueillir tout le monde ?

PRÉPARATION

Cahier des charges

DES PROGRAMMES

Afin de modéliser chaque scénario, chaque membre du groupe doit auparavant remplir le tableau suivant et préparer sa maquette pour qu'elle soit fonctionnelle : Scénario d'automatisation du portail :

Programme (copie d’écran) :

SI appui sur télécommande ALORS ouvrir portail puis au bout de 10s le portail se ferme JUSQU'AU capteur de fin de course Capteur(s) nécessaire(s) :

Actionneur(s) nécessaire(s) :

Scénario d'automatisation de la porte :

Programme (copie d’écran) :

SI présence détectée ALORS ouvrir porte puis au bout de 10s la porte se ferme JUSQU'AU capteur de fin de course Capteur(s) nécessaire(s) :

Actionneur(s) nécessaire(s) :

Scénario d'automatisation de l'élévateur :

Programme (copie d’écran) :

SI appui sur BPhaut ALORS monter plate-forme JUSQU'AU capteur de fin de course puis au bout de 10s descendre plate-forme JUSQU'AU capteur de fin de course (à améliorer pour prévoir le cas où le fauteuil est en haut ET le cas où le fauteuil est en bas) Capteur(s) nécessaire(s) :

Actionneur(s) nécessaire(s) :

Tes scénarios ont besoin d’être plus complexes afin de prendre en compte des situations différentes, les opérations se font sous condition, et pour automatiser tu dois faire en sorte que le programme boucle à l’infini sans intervention de l’homme.

61.repartition.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je dois prévoir toutes les situations quand je programme !

ANTICIPER

Fiche connaissance

ET PRÉVOIR

Quand on prévoit le fonctionnement d’un système automatisé, on doit anticiper comment doit se comporter notre système (quelles informations déclenchent quelle action à quel moment ?), tout ce qui peut se produire et ainsi assurer une sécurité maximale. Il nous faut donc nous poser un maximum de questions et aussi prévoir dans le programme des tests à faire effectuer par les capteurs.

RAPPELS SUR L’ORGANIGRAMME

Les cases de TEST sont représentées sous forme d'un losange. On y inscrit aussi les conditions pour suivre une branche du programme en fonction de la réponse au TEST. Les cases d'ACTION sont représentées sous forme d'un rectangle.

CONDITIONS

LOGIQUES

Dans l’exemple précédent, on peut voir que la réalisation de l’action est soumise à condition, elle sera exécutée (commandée) SI le capteur renvoie un signal que l’interface peut interpréter comme un OUI. Comme on ne peut vérifier que 2 conditions : OUI ou NON (1 ou 0), on parle de condition logique. Les conditions logiques de base sont : ET, OU, NON.

ET A B

NON

OU S

A B

S

A

S

A et B sont des entrées, S est la sortie. Ce que l’on peut traduire par : ET : si la condition A et la condition B sont vérifiés, alors il se passe S. OU : si la condition A est vérifiée, ou si la condition D est vérifiée, alors il se passe S. NON : si la condition A est vraie, alors la sortie S n’est pas activée ; si la condition A est fausse, alors la sortie S est activée. Après, dans une logique combinatoire, on peut utiliser d’autres portes logiques : NON-ET, NON-OU, OU exclusif, etc. 62.fiche_connaissance_conditions_logiques.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je dois prévoir toutes les situations quand je programme !

AUTOMATISMES

Fiche connaissance

ET ÉLECTRONIQUE

Toute cette logique est née d’une logique mathématique mise en œuvre mécaniquement pour la première fois en 1837 : Puis l’utilisation de l’électricité, et ensuite de composants électroniques dont le fonctionnement est lié à l’utilisation de circuits intégrés, permet d’embarquer des systèmes de calcul de plus en plus petits, principalement des circuits intégrés :

On sait ainsi comment câbler les pattes des composants, ceux-ci permettent des interactions sans l’utilisation d’ordinateur équipé d’un logiciel. Notre interface étant composée d’éléments électroniques, nous sommes limités par notre propre capacité de raisonnement (donc décomposer en questions simples) et par les possibilités du matériel. ← ci-contre l’implantation des pattes de l’interface Arduino Mega 2560 (la nôtre). Exemple : Symbolisation :

Réalisation électrique : Explication : SI l’interrupteur a ET l’interrupteur b sont à 1 (donc fermés), ALORS la lampe X est à 1 (allumée).

Les informations captées par un système automatisé sont traitées de façon logique : Conditions captées

Actions réalisées

Lumière extérieure élevée Éteindre interrupteur Éclairage allumée 62.fiche_connaissance_conditions_logiques.odt

Éteindre éclairage

Explications Si on mesure une lumière extérieure importante, OU si on appuie pour éteindre, ET que l’éclairage est allumé, ALORS on éteint l’éclairage. Page 2/2


Améliorer l'habitat conçu Nous travaillons en équipe, mais nous devons nous répartir le travail pour gagner en efficacité

Fiche connaissance

PLANIFICATION Lorsqu’on travaille à plusieurs sur un projet, cela permet de se répartir les tâches et ainsi de profiter des avantages suivants : • chacun en a moins à faire • gain d’efficacité (faire plus en un minimum de temps) • savoir précisément qui fait quoi • lister précisément les différentes tâches à réaliser • estimer précisément le temps pris par la réalisation de chaque tâche • respecter les délais pour chaque tâche • enchaîner les tâches sans se poser de question sur l’organisation globale • optimiser l’utilisation des machines

RAPPEL :

GAMME DE FABRICATION

Lors des réalisations les années précédentes, tu as suivi une gamme de montage, ou de fabrication, pour chaque pièce. Tu as enchaîné les opérations décrites, classées par ordre chronologique (avec les détails de la réalisation). Mais avant il fallait que vous vous répartissiez les pièces afin de savoir qui fait quoi...

DIAGRAMME DE GANTT Pour gérer un projet, on utilise un planning des tâches appelé diagramme de Gantt. On y inscrit les personnes du groupe de projet et les tâches à réaliser :

Ensuite on attribue à chaque personne des tâches au fur et à mesure du temps afin de savoir précisément qui fait quoi :

On peut aussi définir des antériorités : l’obligation d’avoir fini une tâche précise avant de faire la

Dans notre exemple, John a fini son travail sur le portail le 12 novembre puis commence son travail sur la revue de projet à partir du 13 novembre, qu’il estime avoir fini le 14 novembre. 63.fiche_connaissance_planification.odt

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Pilotage d'un système Mais comment sont pilotés les projecteurs d'une salle de concert ?

Travail maison

Tu vas naviguer sur le site en suivant ce fil d’Ariane :

Regarde la vidéo 1 et réponds aux questions suivantes (complète le dessin si nécessaire) : Trace les câbles électriques (ajoute du matériel si nécessaire). À l’aide de crayons, colorie les spots pour indiquer leurs couleurs.

Comment fait le technicien lumière pour allumer les projecteurs ?

Comment le technicien lumière peut il faire varier l’intensité lumineuse ?

Le technicien lumière peut-il piloter plusieurs spots en même temps ? Comment cela serait-il possible ?

64.exercice_rappels_chaines.odt

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Pilotage d'un système Mais comment sont pilotés les projecteurs d'une salle de concert ?

Travail maison

Après avoir visionné la vidéo « 2. Installation du matériel » sur l’installation du matériel d’éclairage d’une salle de concert, réalise le schéma de câblage d’un projecteur puis indique la fonction de chaque élément représenté :

À l’aide de la vidéo « 3. Utilisation de l'éclairage », vérifie ta proposition et corrige si nécessaire.

 Synthèse : chaîne d’énergie / chaîne d’informations Relis la vidéo « 3. Utilisation de l'éclairage » et complète le diagramme suivant :

64.exercice_rappels_chaines.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

Fiche connaissance

RAPPELS Domotique : ensemble des technologies qui permettent d'informatiser et d'automatiser les objets techniques de l'habitat. Automatisme : objet technique qui exécute toujours les mêmes opérations à l'infini sans intervention de l'homme. Pour fonctionner, le système automatisé a besoin : - de matières (tous les objets techniques simples qui le composent) - de données (des informations, ordres, etc) - d'énergies (pour alimenter la partie commande ou bien permettre aux actionneurs de l'utiliser)

INFORMATION,

ÉNERGIE

???

Dans un système automatisé, les solutions techniques choisies se regroupent en 2 grandes catégories : la partie commande et la partie opérative. Celles-ci s'échangent des informations, des ordres ou des compte-rendus, mais les actionneurs transforment de l'énergie et la partie commande peut échanger des informations avec l'extérieur du système (donc éventuellement avec un utilisateur)... Technologiquement, il y a donc 2 types de chaînes dans un système automatisé : • la chaîne d'information : depuis le moment où une information est captée jusqu'au moment où elle est traitée, puis de quelle façon elle est utilisée par la partie commande • la chaîne de puissance (ou chaîne d'énergie du système) : ce sont les éléments nécessaires au fonctionnement de la partie opérative

65.fiche_connaissance_chaines_info_puissance.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

Fiche connaissance

• Chaîne d'information Commençons par la chaîne d'information, facile quand on a compris le cours sur les capteurs ! Tout système a besoin d'informations pour fonctionner de façon autonome et se corriger dans ses actions. Cette chaîne d'information décrit comment le système acquiert, traite et communique les informations nécessaires à son fonctionnement.

Information extérieure Consignes de l'utilisateur

Traiter

Acquérir

Exemple de l'ordinateur : L'utilisateur Capteur infradéplace la rouge souris

Unité centrale

Communiquer

Moniteur

Ordres

Signaux vers l'utilisateur

Le signal du curseur qui se déplace est envoyé à l'utilisateur

Exemple de l'homme :

65.fiche_connaissance_chaines_info_puissance.odt

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

Fiche connaissance

• Chaîne d'énergie du système Tout système technique a aussi besoin d'énergie pour fonctionner. Exemple de l'éolienne pour bien comprendre la chaîne de puissance : 1 : rotor 2 : pales 3 : multiplicateur 4 : génératrice Tu as appris en 6ème à schématiser une chaîne d'énergie mais il faut aussi prendre en compte les éléments technologiques qui constituent l'objet technique, nécessaires au fonctionnement (voir cours sur les blocs fonctionnels). Chaîne d'énergie (rappel de 6ème) :

Énergie éolienne

Énergie électrique

Eolienne

Chaîne de puissance, ou chaîne d'énergie du système :

Énergie éolienne

Pales

Rotor et axe

Génératrice

Armoire électrique vers réseau EDF

On retrouve bien notre éolienne mais décomposée en blocs fonctionnels !

Énergie d'entrée

Alimenter

Distribuer

65.fiche_connaissance_chaines_info_puissance.odt

Convertir

Transmettre

Action souhaitée

Donc de façon générale, ce qui est à retenir, c'est qu'une chaîne de puissance est constituée des blocs fonctionnels suivants :

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Améliorer l'habitat conçu Je peux décrire et représenter un objet technique, mais il manque des informations ??!?

PC

ET

PO COMMUNIQUENT,

Fiche connaissance

MAIS QUELS LIENS ENTRE CES DEUX CHAÎNES

???

Les parties commande et opérative sont créées pour être les solutions techniques respectant les contraintes, dans le but d'assurer les fonctions techniques exigées par le client. On peut décrire un système par un diagramme fonctionnel, ou par un schéma fonctionnel (voir fiche connaissance sur les représentations fonctionnelles). Toutefois la miniaturisation et la complexité des systèmes automatisés nous amène à décrire ces systèmes, non pas en 2 catégories (PC et PO), mais par les blocs fonctionnels des chaînes d'information et de puissance (voir ci-dessus) :

Information extérieure Consignes de l'utilisateur

Acquérir

Signaux vers l'utilisateur

Communiquer

Traiter

Énergie d'entrée

Alimenter

Distribuer

Convertir

Action souhaitée

Ordres

Transmettre

LEXIQUE Acquérir : prélever une information mesurée/détectée par un capteur Traiter : commander à partir d'une information acquise, c'est la partie commande qui gère cela Communiquer : transmettre une information, que ce soit un compte-rendu ou bien un ordre (voir exemple de la MOCN plus haut) Alimenter : mise en forme de l'énergie d'entrée en une énergie utilisable dans la chaîne de puissance Distribuer : transmission de l'énergie utilisable vers l'élément qui s'occupera de la conversion Convertir : c'est l'élément technique au cœur de la transformation de l'énergie, tel que la chaîne d'énergie puisse fonctionner, c'est le rôle de l'actionneur Transmettre : transmission de l'énergie transformée vers d'autres éléments technologiques en vue d'assurer la fonction technique voulue dans le système automatisé, cette fonction est remplie par des organes mécaniques de transmission de mouvement et d'effort (engrenages, embrayage, courroie, ...). 65.fiche_connaissance_chaines_info_puissance.odt

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Améliorer l'habitat conçu Notre interface pilote nos automatismes, mais quelles informations doit-elle pouvoir traiter ?

Transmission de l’information

RAPPELS Les capteurs permettent de détecter des phénomènes, qui sont ensuite traduits en informations utilisables par l’interface. Celle-ci utilisera son programme pour ensuite déclencher des actions. Tu as manipulé notre interface arduino, tu as connecté des capteurs et des actionneurs grâce à des câbles avec une prise jack 2,5mm. Nous utilisons des transmissions filaires entre l’interface et les cartes, pour la fiabilité. Mais quel type de phénomène mesurent les capteurs ? Quel est le mode de transmission de ce phénomène ? Exemple pour le portail coulissant avec le bouton poussoir : Phénomène capté

Dans quel but ?

Appui sur le Déclencher l’ordre bouton. d’ouverture.

Transmission de l’information jusqu’au capteur L’électricité circule dans le fil, l’interrupteur est fermé.

ANALYSE DE TES CAPTEURS Vous vous êtes répartis le travail dans ton groupe, tu t’occupes de : ____________________________ Tu as choisi des capteurs (passage, télécommande, bouton poussoir, proximité, …), qui sont ainsi devenus accessibles pour ton programme, puis tu les a mis en œuvre sur ta maquette. Étant l’expert de ton système, tu peux compléter ce tableau : Nom du capteur

66.transport_du_signal.odt

Phénomène capté

Dans quel but ?

Transmission de l’information jusqu’au capteur

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Améliorer l'habitat conçu L’interface reçoit et envoie des informations, mais comment elles sont transmises ?

Fiche connaissance

RAPPELS Un système automatisé traite un signal d’entrée (celui envoyé par un capteur), et envoie un signal de sortie pour envoyer une commande.

Analogique ou numérique ?

Une information est dite analogique si elle peut prendre une infinité de valeurs, elle semble alors évoluer de façon continue dans le temps. Exemple : le son

COMMENT

LE SIGNAL EST TRANSPORTÉ

Une information est dite numérique si elle ne peut prendre que 2 valeurs, interprétées ensuite en programmation par 0 ou 1. On parle de logique « tout ou rien ». Exemple : interrupteur

?

L'auteur de science-fiction Arthur C. Clarke (2001 : l'Odyssée de l’espace, 2010) a formulé les trois lois suivantes : 1. « Quand un savant distingué mais vieillissant estime que quelque chose est possible, il a presque certainement raison, mais lorsqu'il déclare que quelque chose est impossible, il a très probablement tort. » 2. « La seule façon de découvrir les limites du possible, c'est de s'aventurer un peu au-delà, dans l'impossible. » 3. « Toute technologie suffisamment avancée est indiscernable de la magie. » Non les informations ne circulent pas par magie, rien ne se passe sans qu’il n’y ait de raison, une action est forcément déclenchée par une information (ou un ordre). Les informations circulent le long d’un médium (généralement un câble, mais cela évolue...) ou bien par une technologie sans fil. Mais on essaie de diminuer le nombre de câbles par des technologies différentes, surtout en ayant recours à des ondes électromagnétiques pour une transmission sans fil. Quelles ondes ? Quelle technologie pour gérer ces signaux ? Quels risque ? Quels avantages ?

Transmission filaire Type de signal

Impulsions électriques

Représentation

Support Que ce soit pour le CPL, le réseau RJ45 ou le téléphone RJ11 : câbles électriques en cuivre.

Fibres optiques en verre. Impulsions lumineuses

67.fiche_connaissance_mode_transmission.odt

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Améliorer l'habitat conçu L’interface reçoit et envoie des informations, mais comment elles sont transmises ?

Fiche connaissance

La connexion filaire est une technologie éprouvée, fiable, peu onéreuse. De plus, le multiplexage (plusieurs signaux électriques sur un seul câble, comme le CPL) permet d’augmenter les débits mais aussi de multiplier les informations. Mais on ne peut pas mettre des câbles partout, ni imaginer que tous nos appareils soient filoguidés...donc on utilise des technologies sans fil :

Transmission sans fil Type de signal

Exemples d’application

Vibrations : sons, ultrasons

Ondes électromagnétiques : WiFi, WiMax, radio FM, bluetooth, infrarouge, lumière modulée, ...

Support Membrane d’enceinte ou de casque audio qui vibre dans l’air.

Suivant la fréquence, les capteurs sont sensibles à certains signaux seulement, mais ceux-ci font tous partie de la famille des ondes électromagnétiques, comme la lumière visible.

Suivant les distances, les obstacles et le budget, on choisira une technologie particulière. Exemple : les infrarouges pour de courtes distances et peu d’informations, sinon il faut utiliser des ondes radio... Mais il faut encore choisir parmi ces ondes : wifi, radiofréquence, WiMax, etc. Mais l’utilisation toujours plus importantes d’ondes inquiète, sans que rien ne soit vraiment prouvé. Multiplication des ondes car il ne faut pas que les informations se chevauchent alors on utilise toutes les fréquences. Hors certaines nécessitent beaucoup d’énergie (comme les micro-ondes...) mais nous ne savons pas encore si cette énergie peut être nocive... 67.fiche_connaissance_mode_transmission.odt

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Améliorer l'habitat conçu La section handibad vient d'ouvrir, mais comment accueillir tout le monde ?

Revue de projet

POINTS À TRAITER Par équipe, vous allez faire le point sur votre projet en vous répartissant le temps de parole pour que chacun aborde un des 4 thèmes : • automatisation de l’éclairage extérieur (et économies d’énergie à l’intérieur) • ouverture du portail battant • ouverture de la porte coulissante • utilisation de la plate forme En introduction, vous reprendrez un résumé (et donc quelques diapositives de votre précédente revue de projet) de la maquette que vous avez réalisée, ses avantages en tant que bâtiment à basse consommation. Il vous faudra expliciter la situation problème de notre centre sportif qui nous a amené à le domotiser. Il vous faudra parfois expliquer qu’il y a des points pour améliorer l’accessibilité qu'on n’a pas pu modéliser en 3D (poignée de douche, etc...) mais vous joindrez à la place des captures des documents ressource (téléchargeables en pdf sur le site) pour argumenter. Ensuite, la maquette globale sera câblée et fonctionnelle, mais chacun viendra mettre en route sa partie en expliquant ce qu’il se passe, les choix qui ont été faits (quels capteurs ? quels actionneurs ? où sont ils placés et pourquoi ?), les problèmes qu’il a fallu résoudre. Chacun joindra des captures d’écran de son programme, des photos de la maquette fonctionnelle, voire des vidéos.

CONSIGNES POUR UNE REVUE DE PROJET 

68.revue_de_projet.odt

Le temps total de l’intervention orale sera de 8 minutes. Les qualités attendues lors de cette intervention seront de 2 sortes :  une première partie basée sur la communication,  une seconde partie fondée sur l’argumentation. La démonstration et la présentation orale de votre projet doit permettre à chacun de s’exprimer. Vous devez savoir répondre aux questions qui vous seront posées à la fin de l'exposé. Page 1/2


Améliorer l'habitat conçu La section handibad vient d'ouvrir, mais comment accueillir tout le monde ?

Revue de projet

LES PARTIES À DÉVELOPPER ➢ Rappel des contraintes à respecter. ➢ Explication des solutions choisies. ➢ Difficultés rencontrées.

CONSEILS DE PRÉPARATION ➢ Pour les documents projetés, privilégier les schémas plutôt que les textes. ➢ Écrire son discours et s’entraîner à le lire à haute voix en se chronométrant. ➢ Prévoir des transitions entre les parties.

CONSEILS PENDANT L’EXPOSÉ • • • • •

Parler fort et pas trop vite. Se présenter à l’auditoire ainsi que le problème à traiter. Regarder l’auditoire pendant l’exposé. Impératif : Dévoiler les documents au fur et à mesure. Utiliser les documents vidéo-projetés et/ou le tableau. Illustrations scannées correctement ? Photos pertinentes ? Clarté des textes ? Complémentarité avec l'oral ?

Grille classique d'évaluation : Langage clair et sensé Expression / élocution Richesse du contenu / vocabulaire Dynamisme Attitude (position, placement, orienté vers le public) Contrôle de soi (sérieux, maintien) Volume Pertinence des diapositives Utilisation des diapositives Liaison entre les membres du groupe Qualité/pertinence du contenu Respect du temps Note finale

/2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /4 /2 / 26

Pour te préparer, tu peux aller consulter ce très bon site : http://www.ebsi.umontreal.ca/jetrouve/oral/index.htm

68.revue_de_projet.odt

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Domotiser un habitat réalisation de la maquette virtuelle

Cahier des charges

Ce que nous devons respecter

LES SYSTÈMES Nous rôles • • •

AUTOMATISÉS DANS L'HABITAT

avons vu que les systèmes automatisés, dès lors qu'on les utilise dans l'habitat, ont 2 grands : gérer pour économiser des ressources ou de l'énergie accroître l’accessibilité faciliter le confort par la gestion automatique ou à distance

CONSIGNES

DE MODIFICATIONS/AMÉLIORATIONS

Les élèves doivent rédiger leur propre cahier des charges en essayant de parer à toutes les éventualités : l'accessibilité n'est pas qu'à destination des personnes en fauteuils. Une ouverture de scénario pour les élèves les plus rapides serait de leur soumettre des points supplémentaires comme adapter la salle, mais aussi le jeux, aux mal-entendants avec flash visuels pour sonnerie de secours (détecteur de fumée), aux non voyants avec alerte sonore. On peut encore approfondir les niveaux comme ça !

ÉCONOMIES D'ÉNERGIE Les élèves doivent rédiger leur propre cahier des charges pour minimiser les pertes d'énergie : la lumière s'éteint au bout d'un temps, temporisation du chauffage, gestion de l’eau, capteur solaire thermique sur un suiveur, etc...

Jeulin

TechnoPujades

SCÉNARIOS

LIBRES

Afin de modéliser certaines possibilités, remplis le tableau suivant et prépare ta maquette pour qu'elle soit fonctionnelle : Scénario d'automatisation :

Programme (copie d’écran) :

SI appui sur bouton ALORS ouvrir porte garage Capteur(s) nécessaire(s) :

70.cahier_des_charges_et_scenarios_libres.odt

Actionneur(s) nécessaire(s) :

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Domotiser un habitat réalisation de la maquette virtuelle

Cahier des charges

Ce que nous devons respecter Scénario d'automatisation :

Programme (copie d’écran) :

SI lumière baisse (< valeur) ALORS allumer éclairage Capteur(s) nécessaire(s) :

Actionneur(s) nécessaire(s) :

Scénario d'automatisation :

Programme (copie d’écran) :

SI t° augmente (> valeur) ALORS actionner ventilo Capteur(s) nécessaire(s) :

Actionneur(s) nécessaire(s) :

Scénario d'automatisation :

Programme (copie d’écran) :

buzz PENDANT 5s Capteur(s) nécessaire(s) :

Actionneur(s) nécessaire(s) :

Scénario d'automatisation :

Programme :

SI passage détecté ALORS buzz pendant 5s Capteur(s) nécessaire(s) :

70.cahier_des_charges_et_scenarios_libres.odt

Actionneur(s) nécessaire(s) :

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Arduino-Easycon-Organigram

Cahier 0 connaître le matériel et le préparer

Tutoriel

Ce premier cahier va vous permettre de comprendre le choix de la carte arduino, et des cartes « shield » Easycon 1 et 2, pilotées par le logiciel Organigram pour automatiser vos maquettes. On va ensuite initialiser l'interface arduino afin qu'elles soit utilisable, sinon l'interface ne sera pas reconnue par le logiciel ! MAIS cette préparation n'est à faire qu'une seule fois...

Sommaire :

Introduction aux cartes arduino Cartes « shield » Easycon1 et Easycon 2 Assemblage des cartes

P.2 P.3 P.4

Préparation : programmation/initialisation de l’interface Installation et enregistrement du logiciel Organigram Configuration de la mémoire externe Configuration et gestion d'un afficheur LCD Configuration de l'horloge temps réel Alimentation d'une interface arduino Comprendre le câblage des connecteurs jack Connecter le potentiomètre Connecter des moteurs Utiliser la télécommande Connecter un servomoteur

P.5 P.7 P.8 P.9 P.12 P.13 P.14 P.15 P.17 P.18 P.19

PRECAUTIONS

P.21

cahier_0_initialisation.odg Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France

1


INTRODUCTION AUX INTERFACES ARDUINO

Qu'est-ce qu'Arduino ? C'est une plate-forme open-source d'électronique programmée qui est basée sur une simple carte à microcontrôleur (de la famille AVR), et un logiciel, véritable environnement de développement intégré, pour écrire, compiler et transférer le programme vers la carte à microcontrôleur. Arduino peut être utilisé pour développer des objets interactifs, pouvant recevoir des entrées d'une grande variété d'interrupteurs ou de capteurs, et pouvant contrôler une grande variété de lumières, moteurs ou toutes autres sorties matérielles. Les projets Arduino peuvent être autonomes, ou bien ils peuvent communiquer avec des logiciels tournant sur votre ordinateur (tels que Flash, Processing ou MaxMSP). Les cartes électroniques peuvent être fabriquées manuellement ou bien être achetées pré-assemblées ; le logiciel de développement open-source peut être téléchargé gratuitement. Le langage de programmation Arduino est une implémentation de Wiring, une plate-forme de développement similaire, qui est basée sur l'environnement multimédia de programmation Processing. Pourquoi Arduino : → pas cher : les cartes Arduino sont relativement peu coûteuses comparativement aux autres plate-formes. La moins chère des versions du module Arduino peut être assemblée à la main, et même les cartes Arduino pré-assemblées coûtent moins de 25 €uros (microcontrôleur inclus...) !!! → multi-plateforme : le logiciel Arduino, écrit en Java, tourne sous les systèmes d'exploitation Windows, Macintosh et Linux. La plupart des systèmes à microcontrôleurs sont limités à Windows. → un environnement de programmation clair et simple : l'environnement de programmation Arduino (= le logiciel Arduino) est facile à utiliser pour les débutants, tout en étant assez flexible pour que les utilisateurs avancés puisse en tirer profit également. → logiciel Open Source et extensible : le logiciel Arduino et le langage Arduino sont publiés sous licence open source, disponible pour être complété par des programmateurs expérimentés. → matériel Open source et extensible : les cartes Arduino sont basées sur les microcontrôleurs Atmel ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA 328, etc... Les schémas des modules sont publiés sous une licence Creative Commons, et les concepteurs de circuits expérimentés peuvent réaliser leur propre version des cartes Arduino, en les complétant et en les améliorant. Même les utilisateurs relativement inexpérimentés peuvent fabriquer la version sur plaque d'essai de la carte Arduino, dans le but de comprendre comment elle fonctionne et pour économiser de l'argent.

Mais pour nos besoins en technologie avec nos élèves, la connectique et la programmation restent compliquées et cela nécessiterait d'y passer trop de temps. 2


CARTES D’EXTENSION « SHIELD » « Shield » Easycon 1 La carte EASYCON1 permet de connecter facilement 20 entrées-sorties à l’interface Arduino Mega. Les embases jacks stéréo 2,5mm servent à la connectique avec les cordons et les cartes I/O présentées. Extensible selon vos besoins, grâce à ces connecteurs stackables, et l'adjonction d'une carte EASYCON2 (18 entrées supplémentaires). Deux kits optionnels de composants permettront d'étendre les capacités du shield en lui ajoutant : - une commande de deux moteurs courant continu (contrôle de la vitesse et de la direction). - une ou deux "banks" de mémoire EEPROM externe pour le stockage des projets autonomes. Carte à souder soi-même Kit commande de 2 moteurs

OU

+

=

Kit mémoire

Carte montée Vous pouvez choisir de l'acheter montée, ou à monter (prix différents...)

A souder sur la carte

« Shield » Easycon 2 La carte, ou shield, EASYCON2 permet de connecter facilement 18 entrées-sorties à l’interface Arduino Mega. Les embases jacks stéréo 2.5mm servent à la connectique avec les cordons et les cartes I/O présentées. Extensible selon vos besoins, grâce à ces connecteurs stackables, et l'adjonction d'une carte EASYCON1 (20 entrées supplémentaires). Deux kits optionnels de composants permettront d'étendre les capacités du shield en lui ajoutant : - une horloge temps réel sauvegardée par pile qui donne accès à la gestion horaire. - une ou deux "banks" de mémoire EEPROM externes pour le stockage des projets autonomes.

En kit ou monté

+ A souder soimême

3


ASSEMBLAGE DES CARTES Easycon1

+ Interface Arduino Mega Programmée avec l'interpréteur de commande

Easycon2

=

Shield pour Arduino Mega : Easycon1 + Easycon2

On assemble les trois cartes : INTERFACE

Mais vous pouvez bien sûr n'utiliser que l’interface arduino, ou bien la carte arduino avec seulement la carte Easycon1 ou la carte Easycon 2.

Les cartes additionnelles pour l’interface arduino sont nommées « shield » (pas encore de traduction française), les cartes easycon respectent le brochage de ces shields et vous permettent donc d’en empiler autant que voulues pour étendre les possibilités de votre interface.

4


PROGRAMMATION / INITIALISATION DE L’INTERFACE Pré-requis : ● avoir téléchargé et dézippé le logiciel Arduino ● la platine est reconnue par windows grâce au pilote (voir dossier ‘Arduino-1.0.1\drivers\’) et un périphérique ‘Port COM’ est rajouté avec le nom ‘Arduino MEGA 2560’

1) Lancez l’environnement de programmation Arduino en cliquant sur le fichier ‘arduino.exe’

2) Cliquez sur « Fichier » puis « Ouvrir » puis sélectionnez SHELL_MEGA24.INO que vous aurez téléchargé et dézippé depuis : http://www.techno-zone-51.fr/attachment.php?id_att achment=21

3) Cliquez sur « Outils » puis «Type de carte » puis sélectionnez la carte dont vous disposez.

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4) Cliquez sur « Outils » puis « Port Série» puis sélectionnez le port COM sur lequel est connectée votre carte (si plusieurs port COM vous sont proposés, il faudra les tester un à un jusqu’à trouver lequel fonctionne ou vérifier dans le ‘Gestionnaire de périphériques’).

Cliquer sur l’icône pour téléverser le programme dans la carte. Le programme est tout d’abord compilé puis il est transféré dans la carte. Normalement le message « Done uploading » indique que tout s’est bien passé. En cas de message d’erreur, retentez l’upload en ayant pris soin de choisir un autre port COM...

VOTRE CARTE EST MAINTENANT PRETE POUR RECEVOIR LES SHIELD EASYCON

6


INSTALLATION ET ENREGISTREMENT DU LOGICIEL ORGANIGRAM 1) Pour le télécharger, cliquer sur le lien ci-dessous http://www.techno-zone-51.fr/logiciels/20-organigram.html ORGANIGRAM permet de commander vos cartes arduino en dessinant un organigramme. Particulièrement adapté pour automatiser facilement des maquettes pédagogiques, le logiciel est ouvert et permet de choisir soi même la syntaxe présente dans l'organigramme. Pré-requis pour faire fonctionner ORGANIGRAM : - une carte Arduino Uno ou Arduino Mega initialisée (voir pages 5 & 6) 2) Un fichier setup Organigram s'est chargé : double-cliquer dessus et suivre les instructions pour installer le logiciel. 3) Quand le logiciel est installé, un dossier Organigram est créé dans C:\Program Files\.

4) Lancer le logiciel et cliquer sur Option puis Enregistrement (si vous avez acheté le logiciel) :

5) Sélectionner le type de licence

6) Saisir les données reçues lors de votre commande.

7) Cliquer sur Enregistrer le produit.

7


CONFIGURATION DE L’EXTENSION DE MEMOIRE EXTERNE Les cartes d’interface EASYCON1 et EASYCON2 peuvent être équipées d’un kit de mémoires externes afin d’augmenter les capacités de stockage de vos organigrammes en mode autonome (sans PC). Les organigrammes stockés dans ces slots de mémoire pourront donc s’exécuter sans l’aide de l’ordinateur et en parallèle (voir page 3). 1) En mode expert : cliquer sur « Options », puis « Configuration Slots mémoire/LCD/Horloge temps réel ».

1 2) Cliquer sur « Configuration Mémoire ». 3) Pour chacune des BANK mémoire, sélectionner le composant que vous avez installé. Dans l’exemple ci-contre, une mémoire 24C256 a été installée sur l’emplacement BANK0 et une 24C256 sur l’emplacement BANK1 de la carte EASYCON1. Les emplacements vides sont laissés sur NONE. 4) Cliquez ensuite sur les boutons « Formater la Bank X » en face des composants mémoire installés afin de vider proprement et de formater ces mémoires nouvellement installées. 5) Puis cliquez sur « Valider les modifications et quitter ». 6) Vous pouvez aussi utiliser le slot mémoire interne de la carte Arduino. (Slot0) et le formater.

8

2 6

3 4 5


CONFIGURATION D’UN AFFICHEUR LCD SUR BUS I2C Organigram permet de gérer tout afficheur LCD Alphanumérique à interface I2C.

ATTENTION ! COUPER L’ALIMENTATION DE LA CARTE ARDUINO AVANT DE BRANCHER VOTRE AFFICHEUR LCD

Le fil rouge se place sur le 5V du connecteur I2C

1) En mode expert : cliquer sur « Options », puis « Configuration Slots mémoire/LCD/Horloge temps réel ». 2) Cliquer sur « Gestion de l'afficheur LCD ».

2

1

3 4 3) Cocher la case « Un écran LCD est connecté sur le port I2C » puis renseigner les champs suivants : Adresse I2C de l’afficheur : l’adresse I2C du composant (par défaut 39) Nombre de lignes : indiquez le nombre de lignes (1, 2 ou 4) Nombre de caractères par ligne : indiquez le nombre de caractères par ligne (16 ou 20) 4) Cliquez sur le bouton « Modifier la configuration de l’écran LCD » pour mettre à jour la carte Arduino. Désormais celle-ci gère l’écran LCD.

9


5) Les actions par défaut de l'écran LCD :

5

Mais on peut en créer d'autres. Voici un tableau pour comprendre les codes actions :

Voici un exemple : on écrit la date sur la ligne 0 et la température sur la ligne 1

10


6) Cliquer sur « Ajouter une action »

6

7) Cliquer sur le libellé et le modifier :

7 8) N'oublier pas d'activer les actions pour qu 'elles apparaissent ou non lors de l'édition des organigrammes :

8

Exemple de ce que peut donner l'organigramme pour afficher la date et la température :

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CONFIGURATION DE L’HORLOGE TEMPS REEL Organigram gère l’horloge temps réel à base de DS1307 qui est disponible en option sur la carte EASYCON2 (voir page 3). Cette option donne la possibilité de faire de la « gestion horaire » dans vos organigrammes.

1) En mode expert : cliquer sur « Options », puis « Configuration Slots mémoire/LCD/Horloge temps réel ». 2) Cliquer sur « Gestion de l'horloge temps réel ».

2 1 3

4

3) Il vous suffit de cocher la case « Une horloge DS1307 est connectée au bus I2C ». 4) cliquer sur le bouton « Mettre à jour l’horloge Temps Réel » pour que l’horloge présente dans le DS1307 soit mise à l’heure (à partir de l’heure système de votre ordinateur) et démarre. Cette mise à l’heure n’est à effectuer que la première fois ou si la dérive de l’horloge devient trop importante. Assurez vous que l’horloge système (date et heure) de votre ordinateur soit correcte avant de cliquez sur le bouton « Mettre à jour l’horloge temps réel ».

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ALIMENTATION D’UNE INTERFACE ARDUINO La carte Arduino Mega 2560 peut-être alimentée soit via la connexion USB (qui fournit 5V jusqu'à 500mA), soit à l'aide d'une alimentation externe. La source d'alimentation est sélectionnée automatiquement par la carte. L'alimentation externe (non-USB) peut être soit un adaptateur secteur (pouvant fournir typiquement de 3V à 12V sous 500mA) ou des piles (ou des accus). L'adaptateur secteur peut être connecté en branchant une prise 2,1mm positif au centre dans le connecteur de la carte.

La carte peut fonctionner avec une alimentation externe de 6 à 20 volts. Cependant, si la carte est alimentée avec moins de 7V, la broche 5V pourrait fournir moins de 5V et la carte pourrait être instable. Si on utilise plus de 12V, le régulateur de tension de la carte pourrait chauffer et endommager la carte. Aussi, la plage idéale recommandée pour alimenter la carte est entre 7V et 12V.

OU

+

Très utile pour rendre autonome la carte (→ robot) ! Malgré le connecteur pour pile 9V, il vaut mieux connecter un bloc de piles de 1,5V (6 à 8) pouvant fournir une puissance plus importante (de 2000 à 3000 mAh).

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CABLAGE CONNECTEUR JACK

A : Tresse : 3 B : Rouge : 2 C : Blanc : 1 Pour être sûr, il faut vérifier avec un ohmètre.

Pour le voltmètre qui va servir à analyser le signal

Corps : noir Pointe : rouge Ici, on choisit de changer les couleurs pour que les élèves aient les codes couleur habituels : noir et rouge. Soit on ressort le fer à souder, soit on achète des adaptateurs car les dédoubleurs pour jack 2,5 n’existent pas...

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CONNECTER LE POTENTIOMETRE Cette carte d'entrée-sortie se connecte rapidement sur une entrée analogique : - JA0 à JA9 sur le shield Easycon 1 - J49 à J51 sur le shield Easycon 2 Ce capteur analogique va utiliser une variable S relative à la position du potentiomètre. Un cas particulier d'utilisation pour ce potentiomètre : faire varier l'intensité lumineuse d'une LED. Dans ce cas, il faudra connecter la Carte LED sur une sortie de puissance de J6 à J11 sur le shield Easycon 1 Carte LED

Carte Potentiomètre

Par défaut, les actions disponibles d'une Carte LED sont: - Allumer la LED verte - Éteindre la LED verte

Il va donc falloir ajouter une action qui va prendre en compte la variable S du potentiomètre relative à sa position.

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1) Cliquer sur Ajouter une action.

1

2) Cliquer sur le libellé et le modifier en rajoutant le code action M11#S (le 11 représente le numéro de la broche).

2

3) N'oubliez pas d'activer l'action pour qu'elle apparaisse lors de l'édition des organigrammes.

3

Exemple de ce que peut donner l'organigramme pour faire varier l'intensité lumineuse d'une LED commandée par un potentiomètre.

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CONNECTER LES MOTEURS Pour pouvoir commander simplement deux moteurs, vous pouvez acheter et ajouter le kit de commande de deux moteurs CC pour EASYCON1 (voir page 3 du cahier 0). Ensuite vous pouvez simplement brancher en direct les moteurs sur le bornier du connecteur X1 eu nect Con

r X1

MOT A

MOT B

On peut sélectionner différentes sources pour l’alimentation des deux moteurs à l’aide du Header 2x2 broches référencé JP1 et de deux straps amovibles selon le tableau ci-dessous :

On peut ensuite connecter jusqu'à 6 autres moteurs supplémentaires en utilisant des cartes « Commande de deux moteurs cc » :

Cordons jack

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LA TELECOMMANDE

L'édition d'un organigramme contenant une télécommande nécessite d'avoir une certaine logique. Voici ci-dessous un exemple d'organigramme :

On commence par vérifier qu’aucune touche n’a été appuyée. Si aucune touche de la télécommande n’a été appuyée, on reboucle vers le début du programme (on peut également insérer ici d’autres actions à réaliser en boucle). Si une touche de la télécommande a été appuyée, on teste s’il s’agit de la touche « marche/arrêt » ou de la touche « mode » ou d’une autre. Dans tous les cas, il faut impérativement vider le tampon de la télécommande avant de revenir sur la boucle principale car un test ne vide pas le tampon. Si l’on oublie de vider le tampon de la télécommande, le premier test «Aucune touche de la télécommande n’est appuyée » sera toujours négatif créant une boucle infinie.

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CARTES SORTIE SERVO-MOTEUR

La carte actionneur "sortie Servo-Moteur alimentation séparée" permet d'ajouter une sortie pour Servo Moteur de modélisme. Cette carte d'entrée-sortie se connecte rapidement sur une sortie servo de la carte EASYCON1. L'alimentation du servo-moteur doit être fournie par une alimentation séparée de 5V régulée et stabilisée (6V maximum sous peine de destruction des servo-moteurs standards). La carte actionneur "sortie Servo-Moteur" permet d'ajouter une sortie pour Servo Moteur de modélisme. L'alimentation du servo-moteur étant directement prise du 5V de la carte EASYCON1, il est conseillé de ne connecter que deux servo-moteurs.

Chaque servo-moteur standard consomme environ 500mA. Pour commander 4 servo-moteurs standards, il vous faudra donc une alimentation de 5V 2A.

Lorsque vous connectez une carte servo-moteur sur l'easycon, il y a 4 actions par défaut : Rotation du servomoteur en fonction d'un potentiomètre.

Rotation du servo-moteur en fonction d'angle précis.

Il est possible bien sûr d'ajouter d'autres actions dont les angles sont différents.

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1) Cliquer sur Ajouter une action

1

2) Cliquer sur le libellé et le modifier en rajoutant le code action Sbbaaa (bb représente le numéro de la broche et aaa représente l'angle en degrés).

2

3) N'oubliez pas d'activer l'action pour qu 'elle apparaisse lors de l'édition des organigrammes.

3 Cas particulier des servomoteurs à rotation continue

L'angle que vous allez préciser dans vos actions va permettre de fixer la vitesse du servomoteur (avec 0 étant la pleine vitesse dans un sens, 180 étant la pleine vitesse dans l'autre sens, et une valeur proche de 90 entraînant l'arrêt).

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PRECAUTIONS 1) Attention au branchement et débranchement « à chaud » des cordons jacks. Ne jamais manipuler des cordons jacks (les brancher ou débrancher des cartes) lorsque la carte est alimentée (par USB ou alimentation externe). Cela va occasionner des courts circuits ! Si vous voulez retirer ou ajouter des cordons avec des cartes : - débrancher l'alimentation électrique de votre interface - déconnecter USB avec votre ordinateur - brancher ou débrancher votre cordon jack. - connecter l'USB - brancher l'alimentation électrique - sur le logiciel Organigram, il faut vous reconnecter à la maquette en cliquant sur la roue dentée

2) Lors de la mise en fonctionnement de la carte Arduino, les broches de celle-ci sont automatiquement mises à 1, d'où la mise en route des moteurs qui y sont connectés jusqu’à ce que le programme SHELL_MEGA démarre réellement. En effet il y a un temps de latence d'environ 1s dû au démarrage/initialisation de la carte arduino. Durant tout ce temps, les broches restent à 1 ! Ce n'est que lorsque SHELL_MEGA démarre qu'elles sont initialisées à 0 (les moteurs s'arrêtent). Pour pallier à ce problème, il faut ajouter un interrupteur à chaque moteur. Avant chaque mise en fonctionnement de la carte arduino, il faut couper les moteurs.

Un interrupteur permet de couper rapidement le moteur :

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Arduino-Easycon-Organigram

Cahier 1 préparation d ‘une maquette

Tutoriel

La carte est initialisée, maintenant nous allons découvrir programmation des organigrammes qui vont piloter vos maquettes.

la

Sommaire :

Entrer et sortir du mode expert Connexion à la maquette Configurer la connexion Création d'une maquette Modification d'une maquette

P.2 P.3 P.4 P.5 P.8

cahier_1_premiers_pas.odg Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France

1


ENTRER ET SORTIR DU MODE EXPERT Le logiciel fonctionne par défaut en « mode élève ». Dans ce mode, certains menus ne sont pas accessibles. Seuls les fonctionnalités utiles aux élèves sont accessibles. Afin de pouvoir configurer la connexion série ou la connexion au serveur, ou bien pour créer ou modifier une maquette, il est nécessaire d’entrer dans le « mode expert ». 1) Cliquer sur « Option » 2) Cliquer sur « Activer le mode expert »

1 2

3) Entrer le mot de passe : prof

3 4

4) Cliquer sur « Entrez dans le mode expert »

2


CONNEXION A LA MAQUETTE 1) Connecter l'interface Easycon à l'ordinateur via le câble USB et lancer le logiciel. Lancer le logiciel en cliquant sur l'icône

1 2 2) Cet écran apparaît. Il faut vous connecter à la maquette en cliquant sur la « roue dentée » 3) Le nom de la maquette apparaît et le centre de la « roue dentée » devient verte

3

SI LA MAQUETTE NE SE CONNECTE PAS, VOIR LA PAGE ‘’CONFIGURATION DE LA CONNEXION’’ 4) Cliquer sur le bouton « Démarrer un nouvel organigramme »

5) Une boîte de dialogue apparaît : cliquer sur « OUI »

6 7 8

6) Une boîte de dialogue apparaît. Vous devez retrouver grisée le nom de la maquette. Si ce n'est pas le cas appeler le professeur. 7) Sélectionner le module que vous devez programmer 8) Valider votre choix.

Vous allez pouvoir maintenant éditer votre organigramme.

3


CONFIGURER LA CONNEXION Lorsque vous cliquez sur l’icône ou sur le menu « Maquette » puis « Détection automatique de la maquette connectée », le logiciel tente d’ouvrir le port série puis d’établir la connexion à la maquette. Lorsqu’il n’arrive pas à ouvrir le port série, un message apparaît au bout d’une à deux minutes pour signaler le problème. De même, si le port série étant ouvert, le logiciel est dans l’incapacité de communiquer avec la maquette, celui-ci le signale par un message d’erreur :

Comment régler ce problème ?

1) En mode expert, se connecter sur « Maquette » puis « Configuration de la Connexion aux maquettes » 2) L’utilisateur a le choix entre une connexion directe par le port USB, qui émule une liaison série, ou bien une connexion via le réseau Ethernet au serveur. Nous allons choisir Connexion directe via le port série. Pour la connexion via le port série, il faut sélectionner le port sur lequel le câble usb est connecté, puis régler celui ci avec les paramètre suivants : Vitesse : 9600 Nombre de bits : 8 Parité : None Bit stop : 1 3) Pour valider vos changements, cliquez sur le bouton « Valider et enregistrer ». Pour quitter sans prendre en compte d’éventuels changements, cliquez sur le bouton « Abandonner les changements et quitter ». Remarque importante : pour prendre en compte les changements , il est

4

conseillé de quitter le logiciel « organigram » puis de le relancer.


CREATION D'UNE MAQUETTE 1) Cliquez sur le menu "Maquette" puis sur "Création d'un plugin pour une nouvelle maquette"

1 2) Complétez le champ "ID de la maquette" (6 caractères maximum)  : c'est l'identifiant qui sera programmé dans l'interface de la maquette et qui permettra de la reconnaître.

2 3

3) Le champ "Nom Complet de la maquette" permet d'entrer un descriptif plus long de celle-ci.

4

4) Sélectionner une carte d'interface en faisant défiler la liste. Une fois ces trois champs renseignés, cliquez sur le bouton "Continuer la configuration matériel" 

5 6 7

Un nouvel onglet s'affiche  :   5) Cliquez sur l'onglet « Configuration matériel  » 6) Sélectionnez la carte d'interface que vous souhaitez utiliser dans la liste déroulante. Par exemple sélectionner la carte EASYCON1 : celle-ci s'affiche sur la partie de droite de l'écran. Sur la partie gauche, une liste des cartes d'entrée/sortie disponibles s'affiche.

7) Il vous suffit de «  prendre  » une carte de la liste de gauche pour la glisser et la déposer sur une des broches de la carte d'interface de la partie de droite. Les broches sont représentées par les petites images. En passant une carte au-dessus d’une broche, on peut immédiatement savoir si cette broche est compatible ou non avec la carte d'entrée sortie sélectionnée  : indique que cette broche ne convient pas à votre carte d'entrée sortie.  indique que cette broche convient, vous pouvez déposer votre carte d'entrée/sortie.  

5


8) Lorsque vous déposez une carte sur une broche, une nouvelle fenêtre s'ouvre pour vous permettre de configurer les actions et/ou les tests qui seront disponibles dans la création de vos organigrammes. Par exemple, en  déposant un bouton poussoir rouge sur la broche J-11, la fenêtre ci-dessous apparaîtra :

8

9 Pour les parties en pointillés, relire les cas particuliers du Cahier 0.

10 8) Vous pouvez activer ou désactiver une action ou un test en cliquant sur le symbole ou   9) Vous pouvez personnaliser le libellé de toute Action/Test en cliquant dessus puis en l’éditant.  10) Une fois vos actions et tests correctement configurés, vous pouvez valider et connecter votre carte en cliquant sur le bouton « Connecte la carte et valide les réglages ». 11) Répéter cela pour toutes les broches utilisées par votre maquette. Une fois toutes les broches configurées, 12) cliquez sur le bouton Programmer le plan de brochage dans la carte Arduino. Patienter durant la programmation. Une fois celle-ci réalisée, la carte d’interface a été personnalisée selon vos souhaits.

12 6


ATTENTION ! Pour programmer un plan de brochage dans une carte, il faut qu’une carte soit connectée (point vert dans la barre de menu). Voici ce que donne la programmation de notre interface :

Vous n'avez plus ensuite qu'à connecter les cartes à l'interface grâce aux cordons jack :

7


MODIFICATION D’UNE MAQUETTE 1

1) Cliquez sur le menu Maquette puis sur Charger le plugin d’une maquette en mémoire.

2) Confirmez que c’est bien cela que vous désirez faire en cliquant sur Oui puis sélectionnez la maquette à charger en mémoire :

2

3) Sélectionnez la maquette à charger puis validez votre choix.

3

4) Cliquez sur Maquette puis Modifier un plugin. 5) Choisissez votre interface dans la liste.

4

5

6

7 8

6) Modifiez votre maquette.

7) ATTENTION : N'OUBLIEZ PAS DE PROGRAMMER LE PLAN DE BROCHAGE DANS LA CARTE ARDUINO pour que les modifications soient prises en compte et REDEMARRER LE LOGICIEL ORGANIGRAM ! 8) N'oubliez de Valider les paramètres.


Arduino-Easycon-Organigram

Cahier 2 éditer des organigrammes sur le logiciel

Tutoriel

Vous avez préparé les éléments de votre maquette et créé le plugin pour la piloter, ce cahier 2 va vous montrer comment piloter votre maquette en éditant des organigrammes simples et en les exécutant.

Connexion à la maquette Démarrer un organigramme Ajouter une action Ajouter un test Relier deux nœuds par un fil Ajouter une temporisation Exécuter un organigramme Transférer un organigramme dans l’interface Gérer les organigrammes en mémoire Ouvrir un organigramme existant Sauvegarder un organigramme Imprimer un organigramme L’arrêt d’urgence d’un organigramme

P.2 P.3 P.4 P.5 P.6 P.7 P.8 P.9 P.10 P.11 P.12 P.13 P.14

cahier_2_edition_organigram.odg Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France

1


CONNEXION A LA MAQUETTE 1) Connecter l'interface Easycon à l'ordinateur via le câble USB et lancer le logiciel en cliquant sur l'icône :

2

2) Cet écran apparaît. Il faut vous connecter à la maquette en cliquant sur la « roue dentée » :

3) Le nom de la maquette apparaît et le centre de la « roue dentée » devient vert :

3

4) Cliquer sur le bouton « Démarrer un nouvel organigramme ».

5) Une boîte de dialogue apparaît. Cliquer sur « OUI ».

6 7 8

6) Une boîte de dialogue apparaît. Vous devez retrouver grisée le nom de la maquette. Si ce n'est pas le cas appeler le professeur. 7) Sélectionner le module (s'il y en a un) que vous devez programmer. Partie développée dans le cahier 4 8) Valider votre choix.

2

Vous allez pouvoir maintenant éditer votre organigramme.


DEMARRER UN ORGANIGRAMME 1) Cliquer sur « Début de l'organigramme ».

1

2) Déplacer votre souris dans la zone graphique pour voir apparaître la case « Début ». Cliquer au centre de la zone pour la positionner :

2

Zone graphique

3) Une barre d'outils apparaît :

3

3


AJOUTER UNE ACTION 1) Cliquer sur

pour ajouter une action : 1

2) Cliquer sur l'action que vous désirez : 2

3) Valider en cliquant sur « OK ».

3

4) La case « action » apparaît dans la zone graphique.

4

ATTENTION : ne pas cliquer avec le bouton gauche de la souris.

5) Déplacer cette case jusqu'au nœud rouge puis cliquer pour la positionner : 5

4


AJOUTER UN TEST 1) Cliquer sur ou pour ajouter un test. La différence entre les deux est la branche NON qui sera à droite ou à gauche : 1

2) Cliquer sur le test que vous désirez : 2

3) Valider en cliquant sur « OK ».

3

4) La case « test » apparaît.

4

ATTENTION : ne pas cliquer avec le bouton gauche de la souris. 5) Déplacer cette case jusqu'au nœud rouge puis cliquer pour la positionner.

5

5


RELIER DEUX NOEUDS PAR UN FIL 1

1) Cliquer sur pour ajouter un fil entre deux nœuds rouges.

2) Sélectionner le nœud de départ en cliquant dessus avec le bouton gauche de la souris. Lorsque vous survolez un nœud, le curseur, qui est une croix, devient un carré bleu.

SI VOTRE PROGRAMME DEPASSE L’ECRAN, pour l’instant il n’y a pas d’ascenseur de défilement : le clicdroit de la souris permet de déplacer l’organigramme dans la zone d'affichage !

2 3) Tirer le fil dans la direction souhaitée et valider ce premier segment en cliquant à nouveau sur le bouton gauche de la souris. Procédez ainsi jusqu’à arriver sur le nœud final. Un clic avec le bouton gauche de la souris sur un nœud 3 termine automatiquement l’édition du fil.

Nœud d'arrivée

6

Nœud de départ

Depuis la version 2.4 d'organigram, les nœuds possèdent une flèche de direction


AJOUTER UNE TEMPORISATION 1

1) Cliquer sur pour ajouter une case « temporisation ».

2) Cette boîte de dialogue apparaît : Saisir la valeur de votre temporisation.

2

ATTENTION : C'est exprimé en millisecondes (ms) 1s = 1000ms Par exemple, entrez la valeur 1000 pour une temporisation de 1 seconde.

3

3) Valider en cliquant sur le bouton OK.

4) La case « temporisation » apparaît dans la zone graphique.

4

ATTENTION : ne pas cliquer avec le bouton gauche de la souris.

5) Déplacer cette case jusqu'au nœud rouge puis cliquer pour la positionner.

5

7


EXECUTER UN ORGANIGRAMME 1 Votre organigramme vous semble prêt ? Vous allez pouvoir tester son exécution. 1) Cliquer sur le bouton « Exécuter ».

2) Si tout se passe bien, un rectangle noir apparaît en clignotant qui va attendre les changement des capteurs pour avancer. Ceci vous permettra donc de voir si votre organigramme fonctionne bien et, dans le cas contraire, vous indiquer où il bloque.

3) Si le rectangle apparaît mais ne clignote pas, c'est qu'un problème se présente. Vérifier que : - votre maquette est bien connectée en USB (la roue dentée apparaît en vert) - vos prises jacks sont bien enfoncées. ATTENTION : si vous manipulez une prise Jack pendant que vous éditez votre organigramme, il y aura un problème pendant l’exécution (voir la page Précautions du cahier 0).

8


TRANSFERER UN ORGANIGRAMME EN MEMOIRE L'interface est capable d’interpréter un organigramme de manière autonome. Cet organigramme pourra donc s’exécuter sans l’aide de l’ordinateur et de manière totalement automatique au démarrage de la carte. Pour cela il faut compiler l’organigramme et le transférer dans un des slots mémoire de la carte. En mode expert uniquement. Pré-requis : l'extension mémoire de votre interface doit être configurée (voir cahier 0 page 8). L'organigramme à transférer a été exécuté et validé. 1) Cliquer sur

. 1

2) Cliquer sur « Oui »

.

2 3) Cliquer sur un n° de slot de votre mémoire. Vous pouvez écraser un organigramme déjà existant.

3

4) Saisir un nom de programme (8 caractères maxi). 5) Rendre actif ou non le programme.

4

5 6 7

6) Pour que les programmes actifs s’exécutent automatiquement à chaque démarrage de la carte, cocher cette case. 7) « Validez la cible ».

8) Le programme se charge dans la carte.

Vous pouvez ensuite débrancher le câble USB qui relie l'interface à l'ordinateur, et alimenter l'interface en 12V (bloc de 4 piles de 1,5V).

9


GERER LES ORGANIGRAMMES EN MEMOIRE 1) En mode expert : cliquer sur « Option » puis « Configuration Slots mémoire » . 1

2) Cliquer sur « Gestion des slots ». Vous allez retrouver la liste de vos organigrammes en mémoire.

2 4

3

3) Vous pouvez les rendre « actif » ou « inactif » en cliquant sur l’icône placé avant le numéro du slot dans la colonne actif - Actif : - Inactif : 4) Vous pouvez faire exécuter ou non les organigrammes au démarrage de l'interface en cliquant sur « Activer l'Autorun » ou « Désactiver l'Autorun » 5) Vous ne pouvez pas supprimer un organigramme de la mémoire mais vous pouvez le remplacer en l'écrasant.

5 6

5) Pour supprimer tous les organigrammes en mémoire, cliquer sur l'onglet « Configuration Mémoire ». 6) Formater les mémoires. 7) « Valider les modifications et quitter ».

7

8) Reconnecter la carte avec la roue dentée.

CONSEIL : toujours rendre inactifs les organigrammes lorsque vous êtes connectés avec l'USB sur votre carte.

10


OUVRIR UN ORGANIGRAMME EXISTANT

1) Cliquer sur

pour ouvrir un organigramme.

1

2

2) Au besoin, sélectionner le dossier désiré dans l'arborescence. 3) Sélectionner le fichier désiré.

3

4) Cliquer sur Ouvrir.

4

Le diagramme se charge et s'affiche dans la zone graphique :

11


SAUVEGARDER UN ORGANIGRAMME

1) Cliquer sur

pour ouvrir un organigramme.

1

2

2) Au besoin, sélectionner le dossier désiré dans l'arborescence.

3) Saisir un nom de fichier.

3

Rappel : un nom de fichier doit nous renseigner du contenu et de l'auteur.

4

12

4) Cliquer sur Enregistrer.


IMPRIMER UN ORGANIGRAMME 1) Cliquer sur Fichier puis « Configuration de l'imprimante ».

1 2

2) Sélectionner la bonne imprimante et surtout l'orientation. Cliquer sur OK.

3) Cliquer sur Fichier puis « Aperçu avant impression ». 3 4) A l'aide du curseur « Zoom », adapter la taille de l'organigramme au format de la feuille. 4

5

5) Cliquer sur « Imprimer ».

6) Régler les propriétés d'impression puis cliquer sur OK. 6

13


L’ARRET D’URGENCE D’UN ORGANIGRAMME 1

1) Lorsque vous allez cliquer sur l'arrêt d'urgence de l'organigramme, il se peut que certaines actions ne s'arrêtent pas comme vous le vouliez. Exemple : un moteur fait avancer une barrière et à l'arrêt d'urgence tout doit s'arrêter. Vous allez pour cela programmer un code d'arrêt d'urgence lorsque vous créez votre maquette !

2

2) Saisir le code qui va correspondre à l'action qui va se déclencher lors de l'arrêt d'urgence. Aidez vous de la colonne « code ». Exemple : le code M13000 correspond à l'arrêt du moteur.

cahier_2_edition_organigram.odg 14 Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France


Arduino-Easycon-Organigram

Cahier 3 connecter plusieurs ordinateurs

Tutoriel

Vous avez jusqu'à présent utilisé votre matériel sur un seul poste avec une connexion directe à la carte d’interface via le câble USB (émulation port série). Ce 3ème cahier va vous permettre de découvrir le fonctionnement du logiciel Organigram en mode « client-serveur » et ainsi pouvoir connecter plusieurs ordinateurs par un réseau local.

Sommaire :

Introduction aux différents modes de connexion Configuration du poste serveur Configuration du poste client Conseils - Précautions

P.2 P.3 P.5 P.6

cahier_3_serveur.odg Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France

1


INTRODUCTION AUX DIFFERENTS MODES DE CONNEXION L’utilisateur a le choix entre une connexion directe par le port USB, qui émule une liaison série, ou bien une connexion via le réseau Ethernet au serveur. Les schémas ci-dessous résument les différents types de connexion possibles : 1) La connexion directe à la carte d’interface via le câble USB (émulation port série) :

2) La connexion Ethernet à la carte d’interface du serveur :

Un poste, n’importe lequel, est arbitrairement déclaré comme « le serveur » et connecté par USB à l’interface arduino. Tous les ordinateurs sont en réseau local.

2


CONFIGURATION DU POSTE SERVEUR 1) Avant de commencer, il faut connaître l'adresse IP locale de ce « serveur ». Pour la connaître : – cliquer sur Démarrer – « Exécuter » – taper « cmd » (une fenêtre apparaît) – taper « ipconfig » à la fin de la dernière ligne de cette fenêtre

Vous pouvez consulter l'adresse IP de votre ordinateur : notez la pour la suite.

4 2) Connecter la carte Arduino et lancer le logiciel Organigram. 3) Se connecter en mode « Expert »

5

4) Cliquer sur «Serveur » puis « Lancer le serveur »  5) Un premier message apparaît : cliquer sur OK.

6

6) Un deuxième message apparaît : cliquer sur OK. 7) Cliquer sur connexion ».

« Options »

puis

« Paramètres

de

7

8) Renseigner la « Configuration du port série » si vous utilisez un nouveau poste :

8

9

9) Dans « Configuration TCP/IP », saisir l'adresse du serveur que vous avez noté.

10

10) Valider et enregistrer.

11) A l'apparition de cette fenêtre, cliquer sur Oui.

11

3


12) Lancer le serveur :

12

13) Un premier message pourrait apparaître. Vérifier que votre carte est bien connectée et que dans la configuration du serveur le bon port est sélectionné.

13

Cliquer sur OK.

14) Si votre pare-feu Windows est bien actif, une fenêtre va s'afficher. Cliquer sur « Débloquer »

14

15

4

15) Quand tout est paramétré, le serveur se lance. « Port série » et « Serveur » doivent être actifs et les boutons doivent être verts.


CONFIGURATION DU POSTE CLIENT 1) Installer logiciel Organigram normalement et l'enregistrer. 2) Lancer le logiciel et se connecter en mode « Expert ». 3) Cliquer « Maquette » puis « Configuration de la Connexion aux maquettes » :

3 4) Sélectionner « Connexion via TCP /IP à un serveur » et saisir l'adresse IP de votre serveur. 5) N'oublier pas de « Valider et enregistrer » :

4

5 6) Un message apparaît pour vous demander de relancer Organigram, cliquer sur OUI :

6 7) Organigram se relance. Vous pouvez vous connecter à la maquette présente sur votre serveur (le serveur doit être lancé) à l'aide de la roue dentée :

7 VOUS POUVEZ MAINTENANT EDITER ET EXECUTER VOS ORGANIGRAMMES SUR UN NOMBRE ILLIMITE DE POSTES.

5


CONSEILS - PRECAUTIONS L'intérêt de ce mode de connexion est aussi de pouvoir modifier une maquette en fonction de la demande des élèves pendant une activité. Mais attention : 1) demander aux élèves de bien enregistrer leur organigramme 2) arrêter le serveur (bouton rouge) 3) débrancher l’alimentation de votre maquette si vous avez besoin de modifier le câblage (voir le cahier 0 p.21) 4) modifier votre maquette (voir le cahier 1 p.8) 5) relancer le serveur 6) demander aux élèves de cliquer sur la roue dentée

7) les élèves reprennent leur travail avec les nouvelles modifications.

ATTENTION SI VOUS AVEZ MANIPULE LES CORDONS JACK (BRANCHER-DEBRANCHER) ! Avant de relancer le serveur, il faut : - quitter le logiciel, - déconnecter l'alimentation de la carte, - reconnecter l'alimentation de la carte, - lancer le logiciel, - se connecter en mode expert, - lancer le serveur.

cahier_3_serveur.odg 6

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Arduino-Easycon-Organigram

Cahier 4 piloter plusieurs modules d'une maquette globale

Tutoriel

Un des atouts du logiciel Organigram est de gérer une "maquette globale" qui peut contenir différents "modules" indépendants les uns des autres. Plusieurs groupes d'élèves peuvent travailler simultanément et de manière indépendante sur tel ou tel module de la maquette globale.

Un exemple d'une maquette globale constituée de 3 modules Module « plate-forme élévatrice »

Interface

Module « porte coulissante »

Module « portail battant »

Sommaire :

Introduction à la gestion d'une maquette globale Création d'une maquette avec des modules Connexion à la maquette

P.2 P.3 P.5

cahier_4_maquette_globale.odg Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France

1


INTRODUCTION A LA GESTION D’UNE MAQUETTE GLOBALE Module « plate-forme élévatrice »

Interface

Module « porte coulissante »

Module « portail battant »

Module ou maquette ??? Dans notre exemple, on désigne par le terme « maquette » l’ensemble complet, donc dans le logiciel on chargera le plugin de cette maquette, mais celui-ci désigne chaque partie indépendante par le terme « module » (voir photo ci-dessus). Ce n’est qu’un vocabulaire lié au niveau d’étude : si la maquette est simplement la porte coulissante, le prof peut préparer un module « ouverture de la porte » + un module « fermeture de la porte » + un module « télécommande » + ... Lors de la création de la maquette globale, sans notion de module, il y aurait 11 cartes d'entréesortie, 17 tests, 11 actions à faire gérer par les élèves !

Création de la maquette

Actions

Tests

Mais lors du travail en îlots, chacun ne s'occupera de la programmation que d'un seul module.

2

Nous allons donc voir comment faire pour que les élèves ne voient que les tests et actions de leur module à programmer.


CREATION D’UNE MAQUETTE AVEC DES MODULES (en mode expert) Nous allons reprendre la création d'une maquette, comme vu dans la cahier 1 P.5. 1) Cliquez sur le menu "Maquette" puis sur "Créer un plugin pour une Nouvelle maquette" :

1 2) Complétez le champ "ID de la maquette" (6 caractères maximum)  : c'est l'identifiant qui sera programmé dans l'interface de la maquette et qui permettra de la reconnaître.

2 3 4

3) Le champ "Nom Complet de la maquette" permet d'entrer un descriptif plus long de celle-ci.

5

4) Ajoutez les modules que vous voulez créer. 5) Sélectionnez une carte d'interface en faisant défiler la liste. Une fois ces trois champs renseignés, cliquez sur le bouton "Continuer la configuration matériel".

6 7 8

Un nouvel onglet s'affiche  :   6) Cliquez sur l'onglet « Configuration matériel ». 7) Sélectionnez la carte d'interface que vous souhaitez utiliser dans la liste déroulante. Par exemple, sélectionnez la carte EASYCON1. Celle-ci s'affiche sur la partie de droite de l'écran. Sur la partie gauche, une liste des cartes d'entrée/sortie disponibles s'affiche.

8) Il vous suffit de « prendre » une carte de la liste de gauche pour la glisser et la déposer sur une des broches de la carte d'interface de la partie de droite. Les broches sont représentées par les petites images. En passant une carte au-dessus d’une broche, on peut immédiatement savoir si cette broche est compatible ou non avec la carte d'entrée sortie sélectionnée  : indique que cette broche ne convient pas à votre carte d'entrée/sortie.  indique que cette broche convient, vous pouvez y déposer votre carte d'entrée/sortie.  

3


4

9) Lorsque vous déposez une carte sur une broche, une nouvelle fenêtre s'ouvre pour vous permettre de configurer les actions et/ou les tests qui seront disponibles dans la création de vos organigrammes. Par exemple, en  déposant un bouton poussoir vert sur la broche J-11, la fenêtre ci-dessous apparaîtra :

12 10

11

13 10) Vous pouvez activer, ou désactiver, une action ou un test en cliquant sur le symbole ou   11) Vous pouvez personnaliser le libellé de toute Action/Test en cliquant dessus puis en l’éditant.  12) Vous allez choisir le module dans lequel vous voulez que cette carte soit associée. 13) Une fois, vos actions et tests correctement configurés, vous pouvez valider et connecter votre carte en cliquant sur le bouton. 14) Répétez cela pour toutes les broches utilisées par votre maquette. Une fois toutes les broches configurées, 15) cliquez sur le bouton Programmer le plan de brochage dans la carte Arduino. Patientez durant la programmation. Une fois celle-ci réalisée, la carte d’interface a été personnalisée selon vos souhaits.

12


CONNEXION A LA MAQUETTE 1) Lancer le logiciel.

2) Cet écran apparaît. Il faut vous connecter à la maquette en cliquant sur la « roue dentée » :

3) Le nom de la maquette apparaît et le centre de la « roue dentée » devient vert :

2

3

4) Cliquer sur le bouton « Démarrer un nouvel organigramme ».

5) Une boîte de dialogue apparaît : cliquer sur « OUI ».

6 7 8

6) Une boîte de dialogue apparaît. Vous devez retrouver grisé le nom de la maquette. Si ce n'est pas le cas appeler le professeur. 7) Sélectionner le module que vous devez programmer. 8) Valider votre choix.

Chaque îlot peut donc éditer et exécuter indépendamment chaque module. cahier_4_maquette_globale.odg Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 France

5


Notice technique de la carte Easycon1-Rev00

Contenu du kit de base 1 Circuit imprimé ( Réf : EASYCON1-REV00 ) 20 Embases jacks stéréo 2.5mm 1 Header 6 broches 5 Header 8 broches 1 Header 2 x 18 broches 1 Bouton poussoir miniature

Montage du kit de base

1) Souder le Header 2 x 18 broches

2) Souder les 5 Headers 8 broches ( voir astuce au point 6 )

3) Souder le Header 6 broches

4) Souder le bouton poussoir miniature (S1)


5) Souder les 20 embases jack 2.5mm

6) ASTUCE : Souder en premier une broche centrale de chaque header. Vérifier l’alignement du header ( En ne soudant qu’une broche, il est encore possible de rectifier un mauvais alignement ). Une fois le header correctement aligné, souder les autres broches.

Broches de l’Arduino Mega utilisées par la carte Easycon1-rev00

Le schéma ci-dessus permet de connaître les broches de l’Arduino Mega utilisées par l’interface Easycon1 : • •

Les broches marquées en vert, sont celles qui sortent sur une des embases jack 2.5mm de l’interface Easycon1 Les broches marquées en bleu, sont utilisées par l’interface Easycon1 à condition qu’elle soit équipée de l’extension « Commande de 2 moteurs CC pour Easycon1 » . Il s’agit d’un kit de composants additionnels qui permet d’ajouter à la carte Easycon1 la capacité de commander deux petit moteurs CC ( en vitesse et en direction ). Les broches marquées en rouge, sont réservées pour des utilisations particulières ( module sans fil Xbee et Bus I2C ). Un kit composant « Mémoire EEPROM externe pour Easycon1 » permet d’ajouter à l’interface deux mémoires EEPROM externes I2C (Bank0 et Bank1) permettant d’y stocker vos programmes compilés.


Prise sur Easycon1

Broche correspondante sur l’Arduino Mega A0

Capacité de la broche

Sortie Numérique / Entrée Numérique / Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A1 A1 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A2 A2 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A3 A3 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A4 A4 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A5 A5 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A6 A6 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A7 A7 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A8 A8 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-A9 A9 Entrée Analogique / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-6 6 Sortie PWM / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-7 7 Sortie PWM / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-8 8 Sortie PWM / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-9 9 Sortie PWM / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-10 10 Sortie PWM / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-11 11 Sortie PWM / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-16 16 ( TX2 ) Sortie Servo-Moteur / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-17 17 ( RX2 ) Sortie Servo-Moteur / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-18 18 ( TX1 ) Sortie Servo-Moteur / Entrée Télécommande IR Sortie Numérique / Entrée Numérique / J-19 19 ( RX1 ) Sortie Servo-Moteur / Entrée Télécommande IR • Les broches 12,13, 52 et 53 de l’arduino Mega sont réservées par la carte EASYCON1 pour l’extension « commande de deux moteurs cc » • Les broches 20 et 21 de l’arduino Mega sont réservées par la carte EASYCON1 pour l’extension « Mémoire EEPROM externe sur bus I2C »

J-A0


Extension « Commande de deux moteurs cc pour carte EASYCON1 » En ajoutant les composants listés ci-dessous à votre carte Easycon1, vous lui adjoindrez la possibilité de commander deux petits moteurs courant continu ( en direction et en vitesse ). R1, R2, R3, R4 : Résistance 1/4w 100 KΩ C1 : Condensateur 10nF C2 : Condensateur électrochimique polarisé 100 µF C3, C4 : Condensateur 100nF IC2 : L293D IC3 : 74HCT00N JP1 : Header 2x2 broches avec deux straps amovibles X1 : Connecteur à vis 6 broches à bas profil. Les broches de l’arduino Mega réservées pour la commande des deux moteurs sont : Broche 13 : PWM Moteur A Broche 52 : DIR Moteur A Broche 12 : PWM Moteur B Broche 53 : DIR Moteur B Connecter les moteurs comme sur le schéma ci-dessous :

On peut sélectionner différentes sources pour l’alimentation des deux moteurs à l’aide du Header 2x2 broches référencé JP1 et de deux straps amovibles selon le tableau ci-dessous : Position des straps amovibles

Source d’alimentation sélectionnée Si aucun strap n’est positionné, les moteurs ne sont pas alimentés et ne pourront pas tourner. Aucune tension n’est présente entre les broches Ext et Gnd du connecteur X1 Les moteurs sont alimentés par la tension Vin présente sur l’entrée alimentation de la carte Arduino Mega. Aucune tension n’est présente entre Ext et Gnd du connecteur X1 Les moteurs sont alimentés par la tension Vin présente sur l’entrée alimentation de la carte Arduino Mega. Cette tension Vin est également disponible entre Ext et Gnd du connecteur X1 pour alimenter d’autres montages si nécessaire. Les moteurs sont alimentés par une source externe qu’il faudra connecter entre les broches Ext ( + ) et Gnd ( – ) du connecteur X1.


Extension « Mémoire EEPROM externe pour carte EASYCON1 » En ajoutant les composants listés ci-dessous à votre carte Easycon1, vous lui adjoindrez la possibilité de stocker vos organigrammes compilés dans deux mémoires externes différentes. R5 : Résistance 1/4w 100 KΩ R6,R7 : Résistances 1/4w 4,7KΩ ( Voir remarque ci-dessous ) C5,C6 : Condensateur 100nF IC4, IC5 : Mémoire EEPROM I2C 24C256 ou à capacité plus petite ( 24C128, 24C64 24C32, 24C16, 24C08 … ) Les deux emplacements mémoires sont référencés « Bank0 » et « Bank1 ». Remarque : Les résistances R6 et R7 sont les résistances de « Pull up » du bus I2C. Elles doivent être présente qu’une seule fois sur le bus I2C pour que celui-ci fonctionne. Ne pas monter les résistances de « pull up » R6 et R7 si elles ont déjà été montées sur une carte EASYCON2 ou EASYCON3 !


Domotique et robotique arduino en 4ème et 3ème

Propositions de matériels

Matériels

Faut il dimensionner les besoins en plastique pour chaque maquette ??? Qui s'en occupe.... ??

PLASTIQUE ET USINAGE euh, ben là chacun fait ce qu'il veut...

ET LE RESTE ? Interface arduino Mega 2560 Lextronic : http://www.lextronic.fr/P5072-platine-arduino-mega-2560-rev-3.html 35,88 € TTC hors frais de port shield easycon TechnoZone51 : http://www.techno-zone-51.fr/interface-/34-packeasycon1-easycon2.html 68,40 € TTC hors frais de port

Logiciel organigram TechnoZone51 : http://www.techno-zone-51.fr/logiciels/20-organigram.html 90 € TTC licence établissement

Capteurs et actionneurs TechnoZone51 : http://www.techno-zone-51.fr/5-carte-

Câbles jack stéréo d.2,5mm l=90cm TechnoZone51 : http://www.techno-zone-51.fr/accessoires/12-cordons-jack-25mmstereo-male-male.html 1,80 € TTC hors frais de port Servo-moteur 180° Conrad : http://www.conrad.fr/ce/fr/product/233751/Servo-standard-Modelcraft-RS2/?ref=search 7,99 € TTC hors frais de port

ou_acheter_quoi.odt

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Domotique et robotique arduino en 4ème et 3ème

Matériels

Propositions de matériels

CHEZ NOS FOURNISSEURS HABITUELS... Les prix sont TTC, hors frais de port Câbles jack stéréo d.2,5mm

Jeulin

Polydis

A4

Technologie Service

1,90 €

X

X

21,17 €

X

10,25 €

11,36 €

X

8,97 € ou 8,49 €

5,20 €

X

1,14 €

1,14 €

0,63 €

0,61 €

Motoréducteur (pignons acier plus solides !)

X

X

10,20 €

12,56 €

Bague d'arrêt pour axe D.4 motoréducteur

?

?

9,6 €

?

Servo-moteur

Moteur + réducteur

Moteur miniature 5V

ou_acheter_quoi.odt

droit ou coudé, l = 2m ou 90cm

X

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MONTAGE PLATE FORME ELEVATRICE 2 Joncs d6mm L20 Il en manque un sur la photo

2 Joncs d4mm L100 Plié

Jonc d6mm L100


1) InsĂŠrer les 2 joncs d6

2) Assembler les pièces


3) InsĂŠrer le grand jonc

4) Assembler les pièces


5) Placer sur le socle et visser et insĂŠrer les joncs pliĂŠs

6) Visser la liaison sur le servo qui va permettre de passer de la rotation Ă  la translation.


7) A vous de rĂŠgler la position du servo moteur et son support

Vous aurez vu que ce n'est pas la maquette finale (prototype) mais c'est le mĂŞme encombrement


REALISATION PORTE COULISSANTE

Socle 400x250 MOTOREDUCTEUR

Toutes les autres pièces sont fabriquées en CFAO. 1) Assembler et visser les murs sur les socles

2 Joncs d4mm L13mm


2) Insérer les 2 joncs dans les trous de la porte en les faisant dépasser

3) Créer la liaison glissière entre la porte et le rail


4) Fixer le moteur, pignon, crémaillère


4ème arduino + shield