InSyTe - Sciences & Ingénierie des Systèmes Techniques

Espace dédié aux cours, travaux dirigés et activités pratiques des élèves Terminale S.SI

Année scolaire 2018-2019

Projet Interdisciplinaire SI

Séquence "Ai je tout oublié?"
Révisions de l'année de première, ... et deux "trucs" en plus!	Définition des signaux électriques Un petit exemple histoire de comprendre ce que l'on fait.. Activité "Flash" Sound Station Activité "Flash" Enceinte Bluetooth

Séquence "S'approprier / appréhender les systèmes"
Question sociétale	Comment appréhender les systèmes quelle que soit leur complexité?
Objectif	S'approprier les systèmes du laboratoire
Compétences	A1-Définir le besoin et les fonctions de services A2-Identifier et ordonner les solutions techniques qui réalisent les fonctions de services D1 - Rechercher et traiter des informations D2 - Produire un support de communication
Cours pré-requis Travaux Dirigés Activités	Sensibilisation à l'analyse fonctionnelle : EcLigne Cours : Analyse fonctionnelle interne et externe
	Travail dirigé 1 Travail dirigé 2 Travail dirigé 3
	Activité "S'approprier les systèmes"
Activité de ré-investissement	Réaliser une analyse fonctionnelle externe/interne de l'imprimante 3D Prusa-i3
Pour aller plus loin..	Un autre outil des description fait son apparition : le SysMl. L’outil SysML est un langage constitué de nombreux diagrammes. Une description est donnée en suivant ce lien. Approche de l'analyse fonctionnelle par l'outil SysMl : Réaliser les diagrammes d'une bouilloire avec le logiciel MagicDraw Visionner la vidéo Présentation Bouilloire électrique en SysMl–commentée Ouvrir le logiciel MagicDraw puis reproduire au fur et à mesure les diagrammes présentés dans les vidéos "Tutoriels MagicDraw"

Séquence "Modélisation cinématique des mécanismes
Question sociétale	Comment comprendre rapidement les mouvements d'un mécanisme quelle que soit sa complexité?
Objectif	Modéliser la partie mécanique des systèmes techniques en vue de réaliser des études cinématiques?
Compétences	A2 - Analyser le système B2 - Proposer ou justifier un modèle associer un modèle à un système ou à son comportement. Préciser ou justifier les limites de validé du modèle
Cours pré-requis Travaux Dirigés Activités	Sensibilisation à la modélisation et à la réalisation d'un schéma cinématique : EcLigne.(Traiter les thèmes : contacts, liaison et schéma cinématique) Les liaisons mécaniques Cours : Modélisation cinématique des mécanismes Animation des liaisons Document ressource "liaisons mécanique et schémas cinématiques"
	Travail dirigé "Modélisation cinématique des mécanismes
	Activité "Assemblage étau + création liaison hélicoïdale" Télécharger le modèle SolidWorks Ouvrir le logiciel SolidWorks puis depuis SolidWorks ouvrir l'assemblage "EtauComplet2010.SLDASM". Cet assemblage correspond au travail final que nous vous proposons dans la présente activité. Visionner la vidéo ci-contre qui vous montrent l'objectif de l'activité et vous présente quelques rudiments indispensables à l'utilation de SolidWorks. Depuis SolidWorks, ouvrir le fichier "etauCompletSansContrainte.SLDASM" et visionner les vidéos suivantes et reproduire au fur et à mesure les assemblages réalisées. Activité "Pilote automatique de bateau : Schéma cinématique" Télécharger le modèle SolidWorks Activité "Barrière Sympact : Schéma cinématique" Télécharger le modèle SolidWorks
Réviser les liaisons mécaniques
Activité de ré-investissement
Pour aller plus loin..	...
Notes perso	Penser à apporter le coupe tube

Sequence "Verifier les performances cinematiques"
Question sociétale	Pourquoi personne ne s'évanouit dans les manèges? Suivez ce lien et remarquez la valeur en G à laquelle le futur pilote s'évanouit..y a encore du boulot!!
Objectif	Montrer que l'accélération subie par les passagers ne dépasse pas 6G?
Compétences	B2 - Proposer et justifier un modèle associer un modèle à un système ou à un comportement préciser ou justifier les limites de validité du modèle envisagé
Cours pré-requis Travaux Dirigés Activités	Cours "Vérification des performances cinématiques" Cours lois d'entrée / sortie des mécanismes de transmission Pour agrémenter le cours manuscrit : Imprimés multiples du pendule Pendule pour le vidéo projecteur Trouver les vitesses de rotation de chacun des axes ainsi que la vitesse de rotation de la nacelle par rapport au sol Imprimés multiples du mécanisme "bielle manivelle" Bielle Manivelle pour vidéo projecteur La représentation schématique de la bielle au format SolidWorks est disponible ici sans étude de mouvement et ici avec étude de mouvement Sensibilisation à la cinématique : EcLigne. (Traiter les thèmes : trajectoire, translation, rotation, mouvement plan et composition de vitesses)
	Travail dirigé flash - Voiture Tamiya Travail dirigé Portail - Détermination des caractéristiques du vérin Robot industriel ABB IRB 1600 Travail dirigé flash - trajectoires Travail dirigé flash - mouvements relatifs TD Lois d'entrée sortie des mécanismes de transmission. TD Lois d'entrée sortie des mécanismes - Chateaubriand TD Transmission de mouvement tapis de course.
	Activité 1 - Prévoir les performances cinématiques : Avant de vous lancer tête baissée dans l'activité, je vous invite à visionner les deux vidéos suivantes. Un club amateur de modélisme vous demande de prédire les performances de la voiture Tamiya en fonction de différentes configurations. Activité 2 : Comparaison des performances cinématiques (réelles / modèle) de la voiture électrique Zoé. Nous souhaitons savoir si les performances cinématiques de la voiture annoncées par le constructeur sont fonction du nombre de passagers. Activité 3 - SolidWorks : Retour au manège "Maxximum" A travers cette activité, vous allez utiliser la représentation schématique de SolidWorks couplée à l'analyse de mouvement afin de déterminer la vitesse maximale du bras pour éviter l'évanouissement des personnes présentes dans la nacelle. Activité 4 - Caractérisation des écarts cinématiques" Avant de débuter l'une des deux sous-activités proposées il est vivement conseillé de prendre connaissance des vidéos ci-après vous permettant de prendre en main le logiciel Tracker (logiciel d'analyse cinématique ... entre autres!) et d'assimiler le concept de modèle (qu'il soit mathématique, multiphysique ou volumique). Les ressources nécessaires à la reproduction des tutoriels sont disponibles ci-après : Tracker et modèle mathématique (ou physique) Vidéo plan incliné Tracker et modèle multi-physique (OpenModelica) Vidéo Jumping Sumo - avance" Modèle OpenModelica Tracker et modèle volumique (SolidWorks) Vidéo Systeme Masse Ressort" Modèle Systeme Masse Ressort-SolidWorks Tracker - Partie 1 Passons à présent aux deux sous-activités proposées. Elles s'articulent autour de deux systèmes : La lyre de spectacle La barrière Sympact Les élèves forment des groupes de trois répartis en îlot et choississent une seule des deux sous-activités suivantes. Sous-activité 3.1 : Lyre de spectacle - Caractériser les écarts entre le modèle SolidWorks et le système réel Sous-activité 3.2 : Barrière Sympact - Caractériser les écarts entre le modèle SolidWorks et le système réel
Activité de ré-investissement	Histoire de se motiver : Porsche 991 Turbo S contre hélicoptère A partir de la vidéo suivante : 0-333 km/h Porsche 991 Déterminer l'accélération moyenne de 0 à 100km/h, de 100 à 200km/h, de 200 à 250km/h et enfin de 250 à 300km/h Estimer par le calcul les vitesses atteintes à chacun des seuils ainsi que la distance parcourue.
Pour aller plus loin..
Pour agrémenter...

Séquence "Comment se comportent les grandeurs effort/flux en dynamique?"
Question sociétale	Comment dimensionner le moteur d'une trappe de cave? Modélisation en représentation schématique SolidWorks
Objectif	Appliquer le principe fondamental de la dynamique (PFD) en vue de déterminer les grandeurs "couple", "force", "vitesse" d'un système dans les régimes transitoires; Utiliser modeleur volumique en modèle de représentation schématique pour déterminer les grandeurs "couple", "force", "vitesse" sur des systèmes complexes; Utiliser un modèle multi-physique pour évaluer l'évolution de des grandeurs effort/flux électrique (tension, courant) liées aux grandeurs effort/flux du domaine mécanique.
Compétences	B3 - Résoudre et analyser Etablir de façon analytique les expresssions d'efforts (force, couple) et de flux (vitesse, fréquence de rotation); Traduire de façon analytique le comportement d'un système.
Cours pré-requis Travaux Dirigés Activités	Une partie de ce cours fait l'objet d'un cours manuscrit. Les contenus suivants sont abordés dans cette séquence : Principe fondamental de la dynamique (PFD) : Théorème de la résultante dynamique Théorème du moment dynamique Matrices d'inertie et théorème de Huygens Modélisation des actions de contact (Adhérence et frottement) - Loi de Coulomb Ressources pour le cours Formulaire des matrices d'inertie un peu plus complet ici Pour agrémenter le cours : Application du théorème de la résulante dynamique appliqué à une masse en translation : Modèle SolidWorks (modeleur volumique) (Télécharger fichier SW) ; Modèle OpenModélica (Multi-physique) (Télécharger fichier Omedit). Application du théorème du moment dynamique appliqué à un cylindre en rotation : Modèle SolidWorks (modeleur volumique) (Télécharger fichier SW) ; Modèle OpenModélica (Multi-physique) (Télécharger fichier Omedit). Application du théorème du moment dynamique appliqué à une barrière levante : Modèle SolidWorks (modeleur volumique) (Télécharger fichier SW) ;
	TD1 - Principe fondamental de la dynamique (PFD) Modèles OpenModelica TD1 TD2 - Principe fondamental de la dynamique (PFD) - Cas simples Modèles OpenModelica TD2 TD3 - Principe fondamental de la dynamique (PFD)
	Activité 1 : La présente activité a pour finalité de vous faire appliquer le principe fondamental de la dynamique dans un cas simple et de comparer les résultats obtenus de manière analytiques avec ceux obtenus par un modèle OpenModelica ainsi que ceux donnés par la vidéo du décollage. Activité 2 : La présente activité a pour finalité de vous familiariser avec les relations pouvant exister entre les grandeurs efforts-flux des domaines mécanique et électrique. Activité 3 : La présente activité a pour finalité de faire investiguer les élèves autour d'un mécanisme bielle manivelle d'une trappe de cave afin de déterminer si la pose d'un ressort est opportun quant au choix du moteur et de l'énergie consommée.
Activité de ré-investissement	...
Pour aller plus loin..	...
Notes perso	...

Séquence "Comment dimensionner les matériaux tout en assurant la sécurité des personnes et des biens?"
Question sociétale	Comment éviter que les pneus de nos véhicules ne subissent le même sort? Comment dimensionner les matériaux pour absorber suffisament d'énergie lors d'un choc?
Objectif	Appréhender les concepts dimensionnant des composants quelques soient les matériaux mis en oeuvre ; Utiliser les modeleurs volumiques pour choisir une géométrie ou forme satisfaisant aux critères de sécurité.
Compétences	A2 - Analyser le système Identifier les matériaux des constituants et leurs propriétés en relation avec les fonctions contraintes Analyser les sollicitations dans les composants Analyser les déformations des composants Analyser les contraintes mécaniques dans un composant
Cours pré-requis Travaux Dirigés Activités	Dimensionner les matériaux

	Activité 1 : Scooter Electrique - Résistance des matériaux La présente activité a pour finalité la vérification des contraintes mécaniques dans la roue du scooter après modification des caractéristiques d'alimentation électrique.
Activité de ré-investissement	...
Pour aller plus loin..	...
Notes perso	...

Sequence "Comment asservir ou réguler les grandeurs physiques"
Question sociétale	Comment fonctionne le régulateur de vitesse des automobiles ?
Objectif	Comprendre le fonctionnement des systèmes régulés (ou asservis) et différencier un système asservi d'un système non asservi.
Compétences	A2 - Analyser le système Décrire les liaisons entre les blocs fonctionnels; Identifier l'organisation structurelle. A3 - Caractériser les écarts Comparer les résultats simulés avec les exigences du cahier des charges et interpréter les résultats. B2 - Proposer ou justifier un modèle Associer un modèle à un système ou à son comportement ; Préciser ou justifier les limites de validité du modèle envisagé. B3 - Résoudre et simuler Choisir et mettre en oeuvre une méthode de résolution ; Simuler tout ou partie d'un système à partir d'un modèle fourni.
Cours pré-requis Travaux Dirigés Activités	Cours régulation et asservissement Pour agrémenter le cours : Régulation de vitesse d'une voiture- Vi LabView Régulation de vitesse d'une voiture - Modèle OpenModelica
	Rien
	Activité 1 : Régulation de vitesse du palan de spectacle La présente activité a pour finalité de vous familiariser avec la structure PID très utilisée en régulation ou asservissement. Lors de l'activité on vous demande de réaliser la régulation de vitesse de la charge du palan de spectacle.
Activité de ré-investissement	...
Pour aller plus loin..	...
Notes perso	...