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

SEQ 2 Comment sécuriser un habitat ?

fiche séquence prof

Fiche_sequence_2_-_comment_sécuriser_un_habitat

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

Principaux éléments d’un cahier des charges.

Représentation de solutions.

SEANCE 1 Domotique et besoin

Qu’est que la domotique ?

consigne : résumer en quelques lignes « c’est quoi la domotique », donner des exemples.

puis faire ce petit test QCM entrainement ( jusqu’a obtenir > 16/20) et les 2 activités ludiques

pour le QCM, il me faudra une capture ecran de votre travail.

http://qcmtest.fr/tests/domotique4eme.html

  • domotique ou pas ?

https://learningapps.org/1429777

  • identification des éléments – sécurité incendie

https://learningapps.org/5540323

en finalité, recopier la synthèse ci dessous

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

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

EVALUATION domotique EN PREVISION.

LE BESOIN / RAPPEL

Quel est l’intérêt de rédiger un cahier des charges avant de rechercher une solution ? .

  1. UN OBJET : LA REPONSE A UN BESOIN

    Tous les objets techniques répondent à un besoin. Pour créer ou améliorer un produit ou service, il est important de bien déterminer ce besoin. Comment faire ?

Qu’est ce qu’un besoin ?

Le besoin des utilisateurs

Les entreprises réalisent régulièrement des enquêtes de satisfaction afin de mieux connaître les besoins de ses clients.
Ainsi, les fonctions principales d’un nouvel objet ou service sont redéfinies.
La satisfaction des utilisateurs peut être vérifiée à travers des tests de performance ou des enquêtes.

L’environnement économique et sociétal

Le contexte économique et sociétal fait évoluer les besoins des utilisateurs. À cela, s’ajoutent les normes définies par des institutions reconnues et sont imposées à tous les fabricants.
Les normes ont pour but de favoriser les échanges commerciaux tout en garantissant la sécurité des utilisateurs. Il faut ainsi adapter les objets techniques à ces nouvelles contraintes.

Le besoin dans le cahier des charges

Les concepteurs résument dans un document le besoinles contraintes et les normes que l’objet technique doit respecter.
Ce document est le cahier des charges.
Les performances à atteindre doivent être définies et chaque fonction technique doit être caractérisée avec des critères mesurables ou observables.
Le cahier des charges prends aussi en compte la fin de vie de l’objet technique.

ressources besoin et analyse fonctionnelle : besoin

exemples-cahier-charges (1) (1)

exemple de représentation du besoin et des contraintes

Les interacteurs

Il est possible de lister tous les éléments qui interagissent avec l’objet afin de déterminer les fonctions. On peut faire une carte mentale appelée graphe des interacteurs.

Exemple de graphe des inter-acteurs pour un stylo :

Si vous observer bien, on retrouve la bête à cornes.

Caractérisation des fonctions

Enfin, les concepteurs précisent pour chaque fonction :

  • les critères à apprécier (mesurables ou observables)
  • les niveaux de performances à atteindre (objectifs chiffrés à atteindre ou normes à respecter)

Exemple de cahier des charges pour un stylo :

Repères Fonctions Critères Niveaux
FP1 Permettre à l’utilisateur de laisser une trace sur un support avec sa main. Visibilité
Lisibilité
1 m
50 cm
FC1 S’adapter à la main de l’utilisateur. Dimensions

Masse

L < 150 mm
Ø 8 mm
< 10 g
FC2 S’adapter au marché (être concurrentiel) Prix < 2 €
FC3 Plaire aux utilisateurs Couleurs
Forme
Minimum 4 couleurs
Arrondies
FC4 Respecter les normes de sécurité Norme ISO 27668
FC5 Respecter l’environnement Norme ISO 14021

Présentation générale du projet

Situation problème :

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

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

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

activités :

S1_presentation_problemeS2_

analyse_besoin_elev

  1. FONCTION D’USAGE

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

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

  1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

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

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

Quel est le principe de fonctionnement du portail automatisé ?

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

act comparaison portails et fonctionnement

  1. FONCTION D’ESTIME

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

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

activité a faire à la maison ou en salle info :

RECHERCHER SUR INTERNET, SITE DE BRICOLAGE

activité recherche fonction estime portail

  1. FONCTION DE SERVICE

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

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

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

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

Réaliser les fiches suivantes :

S3_analyse_fonctionnelle_elev

S4_CDCF1_elev

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

Voir fiche ressource synthèse prof.

PRESENTATION-CONNAISSANCES_2 portail cdcf

  1. LE CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL

Qu’est-ce qu’un Cahier des Charges ?

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

Il comprend les documents étudiés dans le projet.

À retenir

  • Un cahier des charges est un document définissant le besoin attendu.
  • La fonction principale est la raison d’être de l’objet. Elle répond à la question « À quoi sert-il ? »
  • Une contrainte est une caractéristique que l’objet doit satisfaire. Chaque contrainte donne une ou plusieurs fonctions contraintes.
  • Afin de recenser les fonctions, on peut lister tous les éléments qui interagissent avec l’objet pour faire un graphe des interacteurs.
  • Enfin, les concepteurs précisent les critères et les niveaux pour chaque fonction dans un tableau.

SEANCE 2 fonctions et solutions techniques

  1. FONCTIONS TECHNIQUES, BLOCS FONCTIONNELS ET SOLUTIONS TECHNIQUES RETENUES

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

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

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

Petite animation interactive pour comprendre le fonctionnement du portail automatisé

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

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

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

source : TRAAM ACADEMIE DE DIJON

Comment choisir une solution technique ?

S4_CDCF1_elev

A connaitre pour l’évaluation

Portail automatique, vérification des acquis :

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

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

CONSOLIDATION : diaporama cours révision sur le cdcf

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

SÉANCE 3 chaîne d’information et chaîne d’énergie

Un système ou objet automatisé peut être modélisé avec une chaîne fonctionnelle composée de la chaîne d’information et de la chaîne d’énergie.

cours vidéo : mieux comprendre les systèmes automatisés : 

cours vidéo : rappel ( à visionner pour compréhension des automatismes)

chaîne d’énergie et chaîne d’information

Schématisation d’un système automatique – Leçon de technologie collège Cycle 4 ( merci au collègue)

cas d’un robot :

RÉVISION DE LA CHAÎNE FONCTIONNELLE

Problématique : Comment fonctionne un système automatisé ?

Chaîne d’information et chaîne d’énergie

ressourcesDIAPO_chaine_information_energie

Un système automatisé

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

Schéma d’un système automatisé :

La chaîne d’information

La chaîne d’information pilote la chaîne d’énergie et comprends les trois fonctions techniques suivantes : acquérirtraiter et communiquer.
Les informations de nature logique ou analogique, circulent à travers le système afin d’obtenir des ordres d’exécution et des comptes rendus à destination des utilisateurs ou d’autres systèmes.

La chaîne d’information

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

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

Schéma de principe de la chaîne d’information

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

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

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

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

Attention : Tu dois les apprendre par cœur !

La chaîne d’énergie

La chaîne d’énergie comprends les quatre fonctions techniques suivantes : alimenter/stocker, distribuerconvertir et transmettre. Elle reçoit des ordres venant de la chaîne d’information.

L’énergie peut prendre plusieurs formes (mécaniqueélectriquethermiquechimique…). Elle circule à travers le système afin de réaliser des actions sur la matière d’oeuvre pour apporter la valeur ajoutée.

La chaîne d’énergie

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

On peut découper cette chaîne en plusieurs blocs fonctionnels.

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

Schéma de principe de la chaîne d’énergie

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

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

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

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

Attention : Tu dois les apprendre par cœur !

 compléter le diagramme de la chaîne d’énergie et d’information donné en classe, sur le portail, il sera à apprendre par cœur pour l’évaluation.

Synthèse :

  • Un système ou objet automatisé peut être modélisé avec une chaîne fonctionnelle composée de la chaîne d’information et de la chaîne d’énergie.
  • La chaîne fonctionnelle permet d’avoir une vue d’ensemble sur les fonctions d’un système et sur les flux d’énergied’information ou de matière d’oeuvre.
  • La chaîne d’information pilote la chaîne d’énergie et comprends les trois fonctions techniques suivantes : acquérirtraiter et communiquer.
  • La chaîne d’énergie comprends les quatre fonctions techniques suivantes : alimenter/stocker, distribuerconvertir et transmettre.

Synthèse à imprimer : 

SYNTHESE Chaîne d’info et energie

Bilan des acquis – remédiation / consolidation

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

[TEST #10] Robot aspirateur Roomba 980

révision le besoin : tondeuse CDCF

quiz pour réviser le cdcf :

Le cahier des charges du robot aspirateur quiz

diaporama du fonctionnement en détails

1COURS_analyse_structurelle-robot aspi

Les systèmes automatisés –

DM Maison noté

sur google taper : les systèmes automatises (si Pb sur le lien suivant)

Lien vers le diaporama :

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

Questions  du DM :

Exercice 1

– Citer 3 exemples d’automatismeConnaître leur fonctionnement permet aussi de mieux comprendre notre environnement.

Exercice 2

– Qu’est ce qu’un système automatisé ?

– Quelles sont les 2 parties d’un système automatisé ?

Exercice 3

– Quelle est la fonction de la partie commande?

– Quelle est la fonction de la partie opérative ?

– Qui donne les ordres à la partie commande ?

Exercice 4

– Qu’est ce qu’un actionneur ?

– A quoi sert un moteur ?

– Cite un actionneur non présent dans le diaporama ?

Exercice 5

  • Qu’est ce qu’un capteur ?

  • Cite un capteur non présent dans le diaporama ?

  • RECOPIER le schéma synthèse

Correction du devoir maison : Les systèmes automatisés. (A suivre)

Comment fonctionne tous les systèmes automatisés ? pour en savoir plus …

Comment cela fonctionne ?

La partie commande

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

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

Si il y a ça …                      

            alors faire ceci                                                

                                    sinon faire cela

Tant qu’il y a cela                              

                                    faire …

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

L’Interface

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

F.C A IMPRIMER A RANGER DANS VOTRE CLASSEUR

Fiches connaissances associées DIC11_Besoin-contrainte-norme

DIC12_Cahier-des-charges

dic14_organisation-projet

msost13_structure-systeme

msost12_fonctions-solutions

FICHE CONNAISSANCE :
EVALUATION TYPE BREVET ADAPTE