• Séance 4 (conception)

    CONCEPTION (MECANIQUE)

    Valider une solution technique – Réaliser un schéma par une représentation numérique à l’aide d’un logiciel de CAO en respectant les conventions

     

    Activités à réaliser seul et en groupe - Temps alloué : 165 mn – Matériel : Un ordinateur par élève, logiciel de CAO Google SketchUp, sacs à dos, divers composants.

     

    Introduction : A partir du cahier des charges, il convient désormais de rechercher des solutions techniques adaptées aux fonctions énoncées au cahier des charges. Pour cela, il sera nécessaire de visualiser les solutions que vous aurez imaginées afin de réaliser les pièces du prototype. Le logiciel que vous utiliserez est SKETCHUP, logiciel de CAO 3D.

    Activité 1 : Mettre le titre et le sous titre dans la page de la séance 04 et copier l' introduction. Vous mettrez les titres des activités et l'énoncé.

    Activité 2 : Si vous ne maîtrisez pas le logiciel, pour vous familiariser, vous allez réaliser une cabane en suivant les étapes énoncées ci-dessous. (TRAVAIL PAR 2 MAXIMUM)

    • Ouvrir le logiciel sketchup dans le dossier techno sur le bureau
    • Suivre les étapes pour la construction de la cabane : TP CABANE (ne pas faire le chapitre "insertion des menuiseries")

     

    Activité 3 :

    • Définir les dimensions des 3 cellules mises bout à bout (voir avec les autres membres du groupes pour la position des cellules)

    Séance 06

     

     

     Activité 4 : Réaliser une maquette à l'échelle 1 (en carton)

    Avant de commencer le processus de conception d'un objet, il faut avoir en tête les contraintes imposées par le cahier des charges et celles imposées par les contraintes techniques.

    Contraintes liées au cahier des charges:(Correction cahier des charges fonctionnel)         

    FC1 L’objet technique doit tenir sur un sac à dos

    Poids : Inférieur à 350 g 

    Dimensions : le moins encombrant possible

    FC5 L’objet technique devra être d’un prix raisonnable

    Coût matière Inférieur à 50 €

    L’objet technique devra être esthétique

    Formes et couleurs adaptées au monde de la randonnée.

     

    Contraintes liées à la partie technique

    Le boitier devra contenir la partie électronique

    • Dimensions du circuit électronique
    • Sortie du port USB
    • Les cellules photovoltaïques.

     

    Activité 5: Dessin des éléments du boitier

    Tout au long du processus de création, montrer vos résultats au professeur

    • Dessiner sur papier (à main levée), les différentes éléments qui composent le boitier du chargeur solaire Vous devrez consulter vos camarades qui s'occupent de la partie électronique.
    • Sur ces dessins devront figurer les dimensions.

    Activité 6: Dessin des éléments sur sketchup

    • A l'issus de l'étude, dessiner les pièces sur sketchup. Pour vous aider, vous avez à votre disposition les fichiers du circuit électronique et des panneaux photovoltaîques
    • Le fichier devra être copié dans la séance 6 de votre dossier du drive.

     

    EXEMPLE

     

    Séance 06

     

    Rappel : tout fichier en dehors de votre dossier de groupe du drive (ex : 301technog2) ne peut pas être vu par le professeur.

     

    CONCEPTION (ELECTRONIQUE)

     

    Activités à réaliser en groupe - Temps alloué : 55mn - Matériel : cellules photovoltaïques, multimètre, cordons et pinces crocodiles et éventuellement une lampe.

     

    Situation : Lors de la séance précédente, nous avons décidé que notre objet technique devra être alimenté pas des cellules photovoltaïques monocristallines. Le cahier des charges fonctionnel impose que notre objet technique devra pouvoir charger les appareils nomades de jour comme de nuit, en conséquence, notre objet technique devra charger une batterie intermédiaire afin de stocker l'énergie et de la restituer aux appareils nomades à n'importe quel moment de la journée.  Vous allez aujourd'hui déterminer le nombre de cellules nécessaires pour charger la batterie.

    Activité 1 :

    • Ecrire Activité 1, et copier-coller la situation
    • A l’aide des photos ci-dessous, noter  la tension d’entrée en volts de la batterie.

             Séance 06  Séance 06

    Activité 2 : définir le nombre de cellules photovoltaïques nécessaires

    •  Réaliser le câblage en série des cellules, puis  si le temps le permet, se rendre à l'extérieur de la salle 6, afin de déterminer le nombre minimum de cellules pour obtenir la tension requise par la batterie. relever la tension maximale obtenue à l’aide du multimètre – S’aider pour le câblage de la fiche ressource suivante : Rappel des tensions   (en cas de mauvais temps, utiliser une lampe dans le laboratoire de technologie).

    Avant toute expérience, proposer au professeur le mode opératoire que vous allez utiliser pour réaliser l'expérience. La noter sur un papier et la retranscrire sur le blog après validation

    •  Choisir et réaliser une solution technique permettant de réaliser une fonction donnée :

                   Faire un tableau en indiquant :

                     - Nombre de cellules pour obtenir la tension de la batterie

                     - Tension maximale obtenue avec les cellules

     

    • Faire le dessin du schéma structurel (sur google drawing) qui devra comporter : les cellules en série (symbole d'une pile) et la connectique vers le chargeur (rechercher les symboles). Le mettre sur la page du blog

     

    Activité 3 : Rôle du régulateur de tension 

    •   En vous aidant du schéma ci dessous compléter le schéma déjà réalisé précédemment. Le mettre sur la page du blog à l'activité
    •  Faite un test de tension en connectant une première fois le régulateur avec les 3 cellules et une deuxième fois sans le régulateur. Que constatez vous au niveau de la tension ?
    • Faites à nouveau le test avec le régulateur, et passez la main lentement devant les cellules pour simuler le passage de nuage. Que constatez vous au niveau de la tension ?
    • Quel est le rôle du régulateur ?

     Séance 06Séance 06

     

     Activité 4 : Rôle la diode

     

    Activités à réaliser en groupe - Temps alloué : 55 mn – Matériel : diode simple, diode schottky,  multimètre.

     

    ipod.bmpSituation : ESTHER souhaite charger la batterie intermédiaire (voir activité 1) à l’aide de son chargeur solaire afin de pouvoir disposer d’une réserve d’énergie pour son lecteur mp3. Les trois cellules photovoltaïques de 2 volts associées à un régulateur de tension  sont largement suffisantes pour charger la batterie qui ne requiert que 5 volts. Esther branche son chargeur à la batterie, la charge  se déclenche. Trois heures plus tard elle vérifie si la batterie est bien chargée mais elle constate dépitée que la charge s’est arrêtée et que la batterie est vide. Il est vrai  que depuis 2 heures la nuit est tombée.

     Répondez sur aux questions suivantes :

    • Formuler les origines du problème d’Esther.
    • Proposer et noter à la suite des solutions possibles pour répondre au problème. S’aider de la fiche ressource suivante : La diode

    la diode simple :

    Séance 06

     

     

    • Dessiner sur le schéma structurel, le symbole de la diode retenue puis calculer les valeurs des tensions aux entrées / sorties des composants . On ne considèrera qu'un seul cas : diode simple.




    Séance 06