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1 Identifier des fonctions techniques (p. 117)1. La fonction technique assurée par ces éléments est la fonction « direction ».2. Les composants qui participent à la fonction technique « propulser » sont le moteur, la courroie
et la roue.3. Une autre fonction technique assurée par l’objet est « freiner ».
Entraînement
QCM1 Un objet technique est constitué
d’éléments qui assurent : des fonctions techniques des principes techniques
2 Plusieurs composants peuvent constituer une solution technique.
Vrai Faux
3 Laquelle des propositions suivantes correspond à une fonction technique ?
Amortir les chocs Amortisseur
4 Un matériau est une matière d’origine uniquement artificielle.
Vrai Faux
5 Les matériaux plastiques sont de bons conducteurs.
Vrai Faux
6 Les matériaux métalliques conduisent facilement la chaleur.
Vrai Faux
7 « Le verre est un matériau recyclable à l’infini. » De quelle propriété est-il question ?
la dureté la capacité de valorisation la durée de vie
8 L’énergie extérieure au système, à partir de laquelle l’objet réalise sa fonction, s’appelle :
l’énergie d’apport la source d’énergie
9 Une chaîne d’énergie est : un schéma représentant la circulation et
la transformation de l’énergie dans un système
un regroupement de pièces solidement fixées les unes aux autres
10 L’énergie d’un système peut être pilotée par une information.
Vrai Faux
11 Comment nomme-t-on l’ensemble des fonctions représentant le flux d’information ?
La suite d’informations La chaîne d’information
Chapitre 7 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique
357 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique
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2 Associer fonctions techniques et solutions techniques (p. 117)1. Extrait de la représentation fonctionnelle du portail (Doc 2) complété :
Fonctionattendue
Ouvrir/fermerle portail
Fonctionstechniques
Générerle mouvement
Transmettrele mouvement
au portail
Bielle moteur/Bielle de porte/
Fixation
CharnièreAssurer
le guidagedu portail
Came/Capteurde portail ouvert
Détecter l’ouverture du
portail
Moteur
Solutionstechniques
2. La fonction technique est assurée par la came et le capteur de portail ouvert (ajout sur schéma cf. Doc ci-dessus).
3 Associer fonctions techniques et solutions techniques (p. 118)Représentation fonctionnelle (Doc 5) complétée :
Fonctionattendue
Arroserle jardin
Fonctionstechniques
Se raccorder auréseau
Autoriser l’arrivéed’eau
Vanne
Commanderl'arrosage
Programmateur
CâbleTransmettreles ordres
ÉlectrovanneDistribuerl’eau
TuyauFaire circulerl’eau
AsperseurRépandre l’eaudans une zone
du jardin
Manchon deraccordement
Solutionstechniques
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4 Associer fonctions techniques et solutions techniques (p. 119)1. Représentation fonctionnelle (Doc 8) complétée :
GyrophareÉmettre unsignal visuel
Fonctionattendue
Assurer lasurveillancede la maison
Fonctionstechniques
Mettre en veilleà distance
Détecterl’ouvertured’une issue
Capteurpériphérique
Mettre en veilleou couper sur place
Clavier
Capteurvolumétrique
Détecter laprésence d’une
personne
CentraleTraiterles informations
SirèneAlerter levoisinage
Prisetéléphonique
Lancer unappel
téléphonique
Télécommande
Solutionstechniques
2. Cf. Doc ci-dessus.
5 Définir les propriétés des matériaux (p. 119)a) Capacité à se transformer au contact de l’oxygène : oxydabilitéb) Capacité d’un matériau à résister à la pression exercée par un poinçon : duretéc) Capacité d’un matériau à être mis en forme: aptitude au façonnaged) Rapport entre la masse volumique d’un matériau et celle de l’eau : densitée) Capacité à se laisser traverser par un courant électrique : conductivité électriquef) Capacité d’un matériau à résister à un effort de traction : résistance à la ruptureg) Capacité à transmettre la chaleur : conductivité thermique
6 Tester les propriétés des matériaux (p. 120)Propriété révélée pour :• le test 1 (Doc 9) : dureté ;• le test 2 (Doc 10) : conductivité thermique ;• le test 3 (Doc 11) : conductivité électrique ;• le test 4 (Doc 12) : densité ;
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7 Justifier les propriétés des matériaux (p. 120)a) Choix du cuir pour l’élasticité, l’imperméabilité...b) Choix du polycarbonate pour la facilité de mise en forme, la densité...c) Choix de l’élastomère pour l’élasticité...d) Choix du plexiglas pour la transparence...e) Choix de l’acier pour la résistance à la chaleur (point de fusion élevé)...
8 Caractéristiques des matériaux choisis (p. 121)1 La tôle pour la capacité de mise en forme2 Le titane pour la conductivité électrique et la résistance à l’oxydation3 L’acier inoxydable pour l’inoxydabilité4 Le cuivre pour la conductivité électrique5 Le PVC pour l’aptitude à la mise en forme6 Le caoutchouc pour l’élasticité et l’inoxydabilité7 Le métal + stéatite pour la conductivité électrique et thermique8 L’acier + émail pour l’inoxydabilité et la capacité de mise en forme9 Le polyuréthane pour la capacité d’isolation thermique
9 Déterminer des transformations de l’énergie (p. 121)Schémas du Doc 16 complétés :
Énergie lumineuse
Énergie thermique
Énergie mécanique
Source d’énergiesolaire
Source d’énergieélectrique
Source d’énergiefossile
10 Déterminer des transformations de l'énergie (p. 122)Fonctionnement de l’objet : En faisant tourner la manivelle, l’utilisateur délivre l’énergie musculaire qui est la source d’énergie du système.La manivelle convertit l’énergie musculaire en énergie mécanique. Le jeu d’engrenages multiplie le mouvement et le transmet au mini-alternateur. Le mini-alternateur convertit l’énergie mécanique reçue en électricité.Cette énergie est stockée sur des accumulateurs qui alimentent les LEDs.Les LEDs convertissent l’énergie électrique reçue en lumière.
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11 Définir les fonctions du flux d’énergie (p. 122)a) Opération qui consiste à conserver l’énergie en vue de la restituer : stockerb) Opération qui consiste à modifier la forme de l’énergie : convertirc) Opération qui consiste à fournir l’énergie au système : alimenterd) Opération qui consiste à transmettre l’énergie en quantité désirée ou sous condition définie : distribuere) Opération qui consiste à diffuser l’énergie : transmettre
12 Déterminer les transformations d’énergie dans un système (p. 122 et 123)
a) Fonction : Alimenter ;Entrée : énergie solaire ; Sortie : énergie électrique
b) Fonction : Distribuer ;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie électrique
c) Fonction : Stocker;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie électrique
d) Fonction : Alimenter ;Entrée : énergie éolienne ; Sortie : énergie électrique
e) Fonction : Convertir ;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie lumineuse
f) Fonction : Transmettre ;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie électrique
13 Construire la chaîne d’énergie (p. 123)Chaîne d’énergie (Doc 21) complétée :
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre
Batterie Variateur devitesse
Accélérateur
Moteur Réducteurarbre de
transmission
14 Décrire la chaîne d’énergie d’un grille-pain (p. 124)
1. Un courant électrique passe par la bobine qui rougit et grille le pain.2. et 3. Chaîne d’énergie (Doc 23) complétée :
Énergieélectrique
Énergieélectrique
Énergieélectrique
Bouton decommande
Énergiethermique
Énergiethermique
DistribuerAlimenter
Prise secteur Circuittemporisateur
Résistancechauffante
Diffuseur
Convertir Transmettre
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15 Décrire le flux d’énergie dans un système (p. 124)Chaîne d’énergie (Doc 25) complétée :
ALIMENTERStocker Transmettre Convertir Distribuer Transmettre
Thermostat
Circulateur RadiateurBrûleurVis sans !n
Chaudière
Silo
Bois Air chaud
16 Définir les fonctions de la chaîne d’information (p. 125)a) Fonction consistant à envoyer des signaux à destination des actionneurs ou des utilisateurs :
communiquer/transmettre.b) Fonction consistant à gérer les informations provenant des capteurs et à effectuer des opérations afin de
les communiquer : traiter.c) Fonction consistant à recueillir les informations extérieures et les consignes des utilisateurs : acquérir.
17 Identifier les grandeurs d’entrée et de sortie des éléments (p. 125)
1. et 2. Cf. schéma ci-dessous.
Cellulephotoélectrique
Entréelumière
Sortiesignal électrique
Entréesignal électrique
Sortiesignal électrique
Entréesignal électrique
Sortieson
Sortie Signalélectrique traitéCircuit intégré
Transducteurpiézo-électrique
Entréeaction manuelle
Bouton-poussoir
18 Décrire la chaîne d’information d’un objet connecté (p. 125 et 126)
Chaîne d’information (Doc 29) complétée :
Acquérir
Humidité,Luminosité
Taux d’engraisTempérature
Capteurs
Traiter
Puce de traitement
TransmettreDonnées
Émetteur Bluetooth
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19 Décrire la chaîne d’information d’un système automatisé (p. 126 et 127)
1. a) Information provenant de la chaîne d’énergie (position du store : sorti ; rentré) : 3b) Événement extérieur (vitesse du vent, luminosité) : 2c) Consignes données par l’utilisateur (commande manuelle du store) : 1d) Informations communiquées à l’utilisateur (signal lumineux) : 5e) Ordres de rentrer ou sortir le store : 4
2. Chaîne d’information (Doc 31) complétée :
Acquérir
3
2
1
Capteurs de positionCellule photoélectriqueAnémomètreBoutons de commande
Boitier électronique Voyant Câble
TraiterCommuniquerTransmettre
Chaîne d’information
Chaîne d’énergie
TRAVAIL
5
4
3. Il se rapporte au bloc : acquérir.
20 Décrire le comportement d’un objet (p. 127)Doc 32 complété :
Présence de la personne
Absence de la personneTemps
Temps
Temps
Luminosité forte
Luminosité faible
Luminosité nulle
Lampe allumée
Lampe éteinte
té nulle
allumée
éteinte
sonne
é forte
faible
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21 Décrire le comportement d’un système (p. 128)1. Le chauffage se met en marche en dessous de 19 °C.2. Le chauffage se coupe à partir de 21 °C.3. Chronogramme (Doc 33) complété :
Température
Chauffage
19°
21°
Marche
Arrêt
Temps
Temps
Algorigramme (Doc 34) complété :
Activer le chauffage
Début
Arrêter le chauffage
Température< 19°
Température> 21°C
Non
Non
Oui
Oui
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22 Analyse du fonctionnement d’un portail automatisé (p. 129 et 130)
1. L'élément qui permet d'obtenir un mouvement de rotation est le moteur.2. Le moteur est alimenté en énergie grâce aux accumulateurs.3. L’élément qui permet d’inverser le sens d’alimentation suivant les ordres transmis est le module
de commande du moteur.4. Le mouvement de rotation est transformé en mouvement de translation grâce au système
Pignon/Crémaillère.Les pièces qui participent à la solution technique sont le pignon et la crémaillère.
5. Représentation fonctionnelle (Doc 36) complétée :
Fonctionattendue
Mettreen mouvement
le portail
Fonctionstechniques
Alimenter enénergie
Distribuerl’énergie au
moteur
Modulemoteur
MoteurGénérer le
mouvement duportail
Pignon/Crémaillère
Transmettre lemouvement au
portail
Accumulateurs
Solutionstechniques
6. Le portail s’arrête en fin de course car la position ouverte du portail est détectée par le contact gauche.7. Le fonctionnement du portail est géré par le boîtier de commande.8. Les déplacements du portail sont signalés grâce au voyant de signalisation.9. Les consignes sont délivrées avec le smartphone.10. Schéma Doc 37 :
a) Manipulationb) Code transporté par onde électromagnétiquec) Signal électrique codé.
Vers le Brevet
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11. Chaîne d’énergie et chaîne d’information (Doc 38) complétées :
Consigne
Événement
Contact gaucheet contact droit
RécepteurBluetooth
Boîtier decommande Voyant
Accumulateurs Module moteur Moteur Pignon/Crémaillère
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre
CommuniquerTraiter
Odres
Acquerir
Informationvers l’utilisateur
12. Pour éviter ce problème, il aurait fallu que le matériau soit résistant aux efforts.13. On pourrait inscrire cet élément dans le bloc acquérir.
23 Analyse du fonctionnement d’un robot explorateur (p. 131 à 133)1. Représentation fonctionnelle (Doc 43) complétée :
Fonctionattendues
Piloterle robot
Assurerle déplacement
Permettre aurobot d’évoluer sur
les lieux
Fonctionstechniques
Délivrerles consignes
Recevoirla consigne
Recepteurinfrarouge
Capteurultrasons
Mesurerune distance
MicrocontrôleurTraiterles informations
Piste de circuitimprimé
Transmettreles informations
Alimenteren énergie Accumulateurs
Circuit depuissance
Commanderles actionneurs
MoteurGénérerle mouvement
Roue/ChenilleTransmettrele mouvement
Télécommande
Solutionstechniques
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2. Représentation (Doc 44) complété :
Acquérir
Acquérir
Traiter Transmettre
Microcontrôleur Pistesde circuit imprimé
Récepteur infrarouge
Présenced’une cible
Commande manuelle Ordres
Alimenter Distribuer Distribuer Convertir Transmettre
Roues/ChenillesMoteurCircuit depuissance
Interrupteur
3. Propriété du matériau choisi pour la pièce 11 : élasticité.4. Fonctionnement de la caméra :
L’appui sur la touche de la télécommande enclenche la mise en marche de la caméra qui reste en marche si on relâche la touche.Si on appuie une nouvelle fois, la caméra s’éteint et ainsi de suite.
Il n'y a pas de corrigés-types pour cette partie, mais parfois des pistes ou directions à prendre.
24 Amortisseurs (p. 134)Propriété requise pour le matériau : élasticité.Exemple de protocole de test permettant de vérifier cette propriété : prendre un ressort métallique et mesurer sa hauteur. Exercer une force en lui appliquant une masse dont la valeur est connue. Mesurer sa déformation à l’aide d’un réglet. Retirer la masse et mesurer à nouveau. La longueur initiale doit être retrouvée.
25 Le podomètre (p. 134)Chaîne d’informations d’un podomètre :
Mouvements (pas)Acquérir
Accéléromètrebouton mise en marche
Puce detraitement
Écran
Traiter CommuniquerAf!chage
du nombrede pasConsigne
Pour aller plus loin
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26 La domotique (p. 134)Exemple de comportement de l’installation :
Début
Bouton absenceactionné
Oui
Non
Arreter le programmede simulation
Lancer le programmede simulation
Chronogrammes du fonctionnement du programme de simulation :
Luminosité
Volets
Clarté
Obscurité
Ouverts
Fermés
2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h
2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h
Lampe 1
Allumée
Éteinte2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h
Lampe 2
Allumée
Éteinte2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h