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Compte-rendu de l’étude d’un store banne
- Constitution de l’équipe et choix du système
Store terrasse coffre entier motorisé et manuel gris
- Equipe
- Marguerite Anceaume
- Félix Hiéronimus
- Oleksiy Stepanishchev
- Léandre Ripolles
- Système choisi
- Equipe
- Analyse du besoin et analyse externe du système
- Description du besoin
- Protéger de la pluie et du soleil en créant de l’ombre
- Principales fonctions de service du système et contraintes
- Être silencieux
- Prendre peu de place lorsqu’il est rangé
- Se déplier rapidement et de manière autonome
- Pouvoir être déplié même lors d’une coupure de courant avec un système manuel de secourt
- Supporter les chocs de la pluie
- Couvrir le plus de place possible pour protéger la plus grande surface possible
- Être imperméable
- S’ouvrir automatiquement et sur une certaine surface quand il y a du soleil
- Description du fonctionnement, vu de l’utilisateur
- Télécommande à distance + interrupteur qui permissent contrôler les mouvements du store :
Interumpteur imperméable Mural
Télécomande sans fil
- Stopper le store
- Le faire monter ou le faire descendre (contrôler l’inclinaison)
- Contrôler le déroulement du storeManivelle démontable pour permettre à l’utilisateur de dérouler le store manuellement lorsqu’il y a une panne énergétiqueVidéos sur le fonctionnement du store terrasse motorisé :
- Télécommande à distance + interrupteur qui permissent contrôler les mouvements du store :
- Description du besoin
- Constitution de l’équipe et choix du système
Archives de catégorie : La filière S SI
Compte-rendu expérimentale sur le capteur fin de coursede l’imprimante 3D Tobeca 2
Comment acquérir une information sur la position d’un contact ?
Dans le cadre d’un travail expérimentale sur l’imprimante 3D Tobeca 2 en sciences de l’ingénieur, nous avions pour objectif d’étudier un contact de fin de course sur l’imprimante.
Nous étions 2 par groupe et nous étions chargé de rédiger, par élève un compte-rendu sur un contact fin de course.
Pour des soucis de position et d’accessibilité, nous avons décidés d’étudier le capteur de position fin de course de l’axe Z.
Notre investigation s’est divisée en 3 parties principales :
- Investigation sur l’imprimante en classe entière
- Investigation par groupe de 2 sur un capteur FDC ( Fin De Course), relié à un multimètre
- Investigation sur un capteur FDC relié à un circuit électrique et a un oscilloscope (par 2)
Schéma cinématique de l’imprimante 3D Tobeca 2
Lors de l’investigation en classe entière, nous avons étudié le comportement de l’imprimante en fonction de la position du contact FDC sur l’axe Z.
Nous avons par la suite étudié le capteur seul.
capteur
schéma capteur FDC
Lors de l’investigation par groupe de 2, avons étudier le contact avec un multimètre, que nous avons brancher aux bornes C et NC.
|
Position levier |
R (Ω) |
U (V) |
Modélisation du capteur entre les bornes C et NC |
|
Relâché |
≈ 0 |
0 |
Circuit fermé Contact fermé au repos |
|
Enfoncé |
O.L (OverLoad = dépassement de la capacité de mesure) R>99MΩ |
Pas stable (en l’air) |
Circuit ouvert Contact ouvert en position travail |
Enfin, nous avons relié le contact FDC avec un oscilloscope, toujours sur les bornes C et NC
lecture oscilloscope passant de l’état du levier de appuyé (position au travail) à relâché (position repos)
Sur l’oscilloscope, nous pouvons observer un certain rebond lors du changement d’état du levier. Cela s’explique notamment par la souplesse du matériaux. La carte électronique ne prend bien évidement compte avec le trigger (seuil de déclenchement), permettant ainsi que le programmation ne s’active pas plusieurs fois de suites.
|
État levier |
U(V) |
R(Ω) |
État du contact, modélisation |
|
Relâché |
0 |
0 |
Contact fermé |
|
Enfoncé |
≈ 4,7 |
O.L. >99.9 MΩ |
Contact ouvert |
Modélisation du contact FDC
Nous pouvons constater que dans le circuit, nous avons mis une résistance, permettant ainsi de tirer le contact FDC au + permettant ainsi d’éviter un court-circuit.
Quentin D.
Analyse fonctionnelle d’un bras robotique”Danse avec les Robots du Futuroscope” (1S3 gr. 2 équipe 2)
Comment piloter précisément et efficacement les mouvements complexes d’un bras mécannique ?
Robot Kuka KR500-3 (position étendu)
Analyse du besoin
Ce type de robot est destiné par exemple au Futuroscope qui propose l’attraction « Danse avec les robots ». Dans cette attraction, 10 robots sont mis en scène pour une chorégraphie choisie. Chaque robot a la capacité d’accueillir à bord 2 passagers. Nous avons étudié les différents aspects du robot permettant à la machine d’être piloter précisément et efficacement. Dans le cadre de cette étude, nous avons eu l’aide du parc du Futuroscope, nous permettant ainsi de visiter l’attraction “danse avec les robots”, équipé de robot Kuka KR500-3.
Analyse du système
Mouvements possibles des différents axes du système
Description des différents axes (emplacement, type de mouvement)
| Axes | Emplacement | Type de mouvement |
| Axe 1 | Embase/Bâti de rotation |
Rotation pivot axe Z (+/-80°) |
| Axe 2 | Bâti de rotation/Epaule | rotation pivot axe Z(+20° à -130°) |
| Axe 3 | Épaule/Poignet en ligne |
rotation pivot axe Z (+144° à -100°) |
| Axe 4 | Poignet en ligne/Poignet en ligne | Rotation pivot axe Z (+/-350°) |
| Axe 5 | Poignet en ligne/Poignet en ligne | rotation pivot axe Z (+/-120°) |
| Axe 6 | Poignet en ligne/Poignet en ligne | Rotation pivot axe Z (+/-350°) |
Description générale du robot avec les principaux composants
1. Robot 2.Câbles de liaison 3.Commande de robot 4.Boîtier de programmation portatif smart Pad
Caractéristiques du robot Kuka KR 500-3 :
Poids : 2 375 kg
Volume de travail : 68m3
Nombre d’axes : 6
Diagramme FAST du robot
Description des différents composants permettant la précision du Robot
Pour être piloté précisément l’équipe d’ingénieur ayant conçu le robot a dû faire face à des contraintes techniques qui sont les suivantes :
- La gravité
- L’inertie
- La masse
- Les contraintes mécaniques
- Et la position exacte de chaque axe
Le robot est équipé de moteurs triphasés (Fig.1 et 2)permettant ainsi un couple et une puissance plus élevé. Par conséquent une puissance plus élevé permet des accélérations plus rapides (contrairement à un moteur à courant continu ne pouvant accepter une telle puissance).
Moteurs triphasées de l’axe 2 et 3 (Fig.1)
Moteur triphasé de l’axe 2 (Fig.2)
Mais cette force exerce une contrainte mécanique plus importante notamment sur la liaison entre le bâti de rotation et l’épaule (Fig.3).
axe 2 (Bâti de rotation/Epaule) (Fig.3)
Pour pallier cette force, parfois violente, un compresseur hydraulique(Fig.4), fixé sur le bâti de rotation permet d’absorber celui-ci.
Compresseur Hydralique de l’axe 2 (Bâti de rotation/Epaule) (Fig.4)
Par la suite cette force étant emmagasinée dans le compresseur, elle va être libérée et ainsi générer une force supplémentaire pour un mouvement dans le sens inverse. D’autre part la puissance des moteurs et du compresseur ont permis de lutter contre certains phénomènes physiques comme par exemple la masse du robot, la gravité, et l’inertie du robot.
Mais toute cette puissance ne permet pas à elle seule d’avoir une précision des mouvements du robot. Un autre point essentiel est le contrôle du robot. Chaque moteur est donc équipé d’un capteur de position angulaire permettant au Boîtier de Programmation Portatif(Fig.5) de savoir précisément la position exacte de chaque axe, si oui ou non le robot est à la bonne position.
SmartPAD (Boitier de programmation portatif) (Fig.5)
Dans le cas contraire la position sera rectifiée immédiatement.
Conclusion :
Le robot est donc piloté précisément grâce aux capteurs de position angulaire de chacun des 6 axes, permettant ainsi au boitier de programmation portatif de connaitre la position de chaque axe à tout moment. Les mouvements du robots sont, quand à eux effectuer avec précision par les 6 moteurs triphasées.
Quentin D. Mathieu B. Mickaël P.
Analyse fonctionnelle d’un ballon captif pour thermographie aérienne (1s3 gr 2 équipe 2 )
Le ballon captif est-il l’appareil le plus rentable ainsi que le plus simple pour faire des thermographies aériennes ?
6.2 Analyse du besoin
-La thermographie aérienne sert à réaliser des cartographies thermiques de toitures de bâtiments de grande hauteur.
Plus la couleur est sombre, plus c’est froid (pas de déperdition thermiques), plus la couleur est claire, plus c’est chaud (déperdition de chaleur)
Schéma de pourcentage de déperdition de chaleur sur une maison mal isolée
Source : www.agglo-carene.fr/1347365191639/0/fiche___actualite/&RH=OPAH
-La thermographie aérienne sert également à réaliser des détections de cavités souterraines, des détections de fuites hydrauliques souterraines importantes, des contrôles de centres d’enfouissement recherche de pollutions sur terre et en mer.
Analyse du système
FS1 : Permettre à un opérateur d’effectuer des relevés de thermographie infrarouge sur une station de ski.
FT2 : Transporter, orienter et piloter une caméra thermique infrarouge.
Ballon captif blanc, nacelle noire sous le ballon contenant une caméra à thermographie, relié à un treuil par un câble
FT4 : Relever la position géographique.Ballon captif de thermographie (Source : http://www.thermocontrol.fr/02-IMAGES/05-Image-AERIENNE/P3300028.jpg)
Choix du ballon captif
Une solution technique qui a été retenu par le constructeur est l’utilisation du ballon « Gélule 2 » car il permet de transporter une masse totale de 3,7 kg ; cette masse équivaut à la somme des masses de la caméra, des systèmes de fixation qui fait 1,7 kg, il faut y ajouter celle du câble et de la nacelle, qui fait 3,7 kg.
Dimensions, caractéristiques et performances ( en plaine) des différents ballons captifs
(Source : Bac 2013 – Sciences de l’ingénieur )
Afin de réduire son impact environnemental, le système choisi est un ballon sphère car, contrairement au ballon dirigeable, il est peu coûteux et facilement transportable.
Le treuil reste immobile sur le sol, le ballon se dirige selon une trajectoire strictement verticale la caméra suit la direction du ballon et elle sera dirigé a distance,
La tension moyenne est de 12V pour le moteur. La vitesse angulaire à la sortie du moteur est réduit par un réducteur à engrenage et une transmission par poulies crantées. Pendant une montée, une simulation a permis de déterminer 900 joules d’énergie consommée. Le rendement du variateur de vitesse est à peu près égal à 100%. La consommation d’énergie en termes de vitesse est donc négligeable.
Les différent matériaux utilisés sont le carbone, l’aluminium, l’acier inoxydable, fibre de verre.
Evolution possible du ballon captif
Les évolutions possibles pouvant être apportées, sous forme fonctionnelle du système, seraient d’ajouter un moteur sur le ballon qui permettrait de le diriger à distance à l’aide d’une télécommande sans fil, d’augmenter l’autonomie de la caméra.
Comparaison du Ballon captif, à différents moyens de transport
|
Type |
alimen-tation |
Coût |
Consommation |
Niveau sonore |
Hauteur de prise de vue |
Émission de CO² |
Type de mesures |
||
|
Hélicoptère léger (2/3 places)
|
pétrole |
250 € / h chère |
30 à 40 litre / h ( polluant ) |
70 dB à 500 m (bruyant)
|
Mini 400 m (grande hauteur) |
Oui
|
Toitures sur grande zone
|
||
|
Hélicoptère mono-turbine (5/6 places)
|
pétrole |
500 € / h (chère) |
100 à 140 litre / h ( polluant ) |
70 dB à 500 m (bruyant) |
Mini 400 m (grande hauteur) |
Oui
|
Toitures sur grande zone
|
||
|
Avion de tourisme
|
pétrole |
110 € / h (chère) |
27 litre / h ( polluant ) |
70 dB à 500 m (bruyant) |
Mini 400 m (grande hauteur) |
Oui
|
Toitures sur grande zone
|
||
|
U.L.M
|
pétrole |
110 € / h (chère) |
27 litre / h ( polluant ) |
35 dB à 500 m (bruyant) |
Mini 400 m (grande hauteur) |
Oui
|
Toitures sur grande zone
|
||
|
Ballon Captif |
/ |
30 € / h (peu chère) |
0 litre / h ( non polluant ) |
0 dB à 0M (pas bruyant) |
Max 150m (petite hauteur) |
Non |
Toiture, façades et sites difficiles d’accès |
Vue d’un ballon captif pour thermographie aérienne
Contrainte liée au Ballon captif
le ballon captif doit pouvoir résister a des températures très froide, à résister aux vents puissants, il ne doit pas s’envoler et doit être maîtrisé au sol et que le système de retenue soit résistant est maniable.
Diagramme pieuvre d’un ballon captif à thermographie aérienne
Station de ski : FS1 : permettre à un opérateur d’effectuer des relevés de thermographie infrarouge sur une station de ski.
Condition météo: FS2 : être utilisable sous certaines conditions météorologiques.
Terrain : FS3 : s’adapter au terrain d’évolution.
Atmosphère : FS4 : être utilisable quelle que soit l’altitude du terrain.
Esthétique : FS5 : être esthétique (aspect des matériaux, formes, couleurs, etc.).
environnement : FS6 : respecter les normes environnementales.
Satellites : FS7 : connaître les coordonnées G.P.S de la prise de vue
Le métier d’ingénieur
Le métier d’ingénieur
Au sein d’une entreprise, un ingénieur a des responsabilités importantes. Elles peuvent être fonctionnelles (responsable de projets) ou hiérarchiques (responsable d’un service).
Chef de projet
Un ingénieur responsable de projets travaille généralement avec une équipe de spécialistes de leur domaine, pas forcément que des techniciens (exemples : marketing, logistique, …). Il est responsable de l’avancement du projet et donc du travail des personnes qui travaillent pour son projet. Mais ces personnes ne travaillent pas que pour lui. Par exemple, un technicien qui s’occupe d’une machine spécifique sur une chaîne de production, peut être ammené à faire des essais ponctuellement pour un projet. Dans ce cas l’ingénieur devra par exemple décider avec son équipe si on modifie le nouveau produit en cours d’étude ou si on modifie le processus de production. Il doit être capable de dialoguer avec des personnes qui ont des compétences très variées. Il peut être amené aussi à dialoguer avec des clients, des fournisseurs, des partenaires, …
Chef de service
Un ingénieur responsable d’un service travaille avec une équipe de spécialistes d’un même domaine, par exemple concevoir et mettre en place les moyens nécessaires pour tester les produits fabriqués sur un site de production. Il sera responsable hiérarchiquement du travail de chacun des membres de son équipe. Il devra répartir les tâches en fonctions des compétences, des disponibilités, … Il devra gérer leur formation, leur évolution de carrière, … Lui aussi peut être amené à dialoguer avec des clients, des fournisseurs, des partenaires, …
Ainsi, dans la plupart des entreprises, sauf les petites entreprises, une personne partie prenante dans un projet dépend souvent à la fois d’un Ingénieur Chef de projet et d’un Ingénieur Chef de service. On parle alors d’une organisation matricielle avec des responsabilités hiérarchiques dans une direction et des responsabilités fonctionnelles (les projetsà dans une autre direction.
Un ingénieur peut être amené à travailler sur un produit tout au long de la vie de ce produit : définition du besoin et analyse du marché (marketing, commerce), conception du produit et du processus de fabrication, achats et approvisionnements, production, tests, logistique, vente, services après vente, recyclage, … Voici quelques exemples :
1) Ingénieur bureau d’études (R & D), dans différents domaines :
– l’informatique
– les équipements pour l’automobile
– l’aéronautique, les hélicoptères
– la construction en bois
– les articles de sport, …
2) Ingénieur dans une société de services, dans différents domaines tels que :
– les réseaux informatiques
3) Ingénieur centré sur des activités commerciales en lien avec des clients ou des fournisseurs (ingénieur technico commercial, acheteur, logistique, …)
4) Ingénieur dans un centre de production (méthode, pocess, fabrication, …)
Textes de référence pour l’enseignement des Sciences de l’Ingénieur
– Programme des Sciences de l’Ingenieur (Annexe du BO du 30 sept 2010)
– Document ressource pour faire la classe en Sciences de l’Ingénieur (pdf, juin 2011). Source : eduscol.education.fr.