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Présentation

Dans le secteur de l'habitat, l'automatisation des dispositifs d'accès est en fort développement.

Le système portail solaire (Réf. SPORTAIL) permet des investigations sur un produit innovant et écologique destiné à la commande de portail à battants.
Il se caractérise par une absence de liaison au réseau électrique grâce à son alimentation entièrement autonome par modules photovoltaïques.
De plus il n’y a aucune liaison filaire entre les deux battants : ces derniers sont commandés par des centrales électroniques communiquant entre elles par radiofréquence.

De conception robuste, avec un encombrement optimisé, une sécurité renforcée et l'aménagement d'accès à des points de mesures pertinents, ce système pluritechnique est destiné particulièrement aux activités pédagogiques centrées sur les champs des enseignements scientifiques et technologiques tant  du baccalauréat STI2D que du baccalauréat S-SI.


Mise en oeuvre


Le produit commercial complet, distribué auprès du grand public, est placé en situation d'étude en laboratoire :

  • Un vantail est pourvu d’un dispositif de freinage réglable.
  • Une bielle de la chaine cinématique est équipée d'un capteur à pont de jauge permettant de mesurer les efforts longitudinaux.
  • Une carte électronique donne accès aux tensions et courants de la chaine d'énergie. La carte permet aussi la programmation de cycle de fonctionnement sur un microcontrôleur.


Ce système présente l'intérêt de permettre l'intervention simultanée de plusieurs binômes d'élèves pour des activités différentes :

  • La conversion photovoltaïque.
  • Etude de la chaîne d’énergie, réalisation du bilan des puissances,
  • Etude de la commande en vitesse variable du moteur à courant continu,
  • Etude de la chaîne cinématique,
  • Relevé de l’effort sur la bielle,
  • Etude et programmation des modes de fonctionnement (microcontrôleur PIC).


Principales potentialités pédagogiques en STI2D

Le système permet des activités autour du triptyque "Energie – Matière – Information" ce qui en fait un support particulièrement adaptés aux enseignements transversaux du STI2D.

  • Justifier les choix des matériaux, des structures et les énergies mises en œuvre,
  • Justifier les choix selon des contraintes d’ergonomie et d’effets sur la santé :
    • Vérifier la conformité aux normes en vigueur
  • Identifier les flux d’énergie, caractériser ses transformations et estimer l’efficacité énergétique
    • Caractérisation des flux d'énergie à partir des mesures et des documentations techniques,
    • Bilan des puissances / rendement global du système.
  • Justifier les solutions constructives au regard des impacts environnementaux et économiques
    • Comparatif d'impact (Bilan produit) avec des solutions traditionnelles d'automatisme d'ouvre portail.
  • Décoder le cahier des charges fonctionnel d’un système
  • Évaluer la compétitivité d’un système d’un point de vue technique et économique :
    • Etude des évolutions du produit dans ses différentes versions
  • Identifier et caractériser les fonctions et les constituants d’un système ainsi que ses entrées/sorties,
  • Identifier et caractériser l’agencement matériel et logiciel d’un système,
    • Etude du motoréducteur
    • Programmation de cycle de fonctionnement sur microcontrôleur
  • Identifier et caractériser le fonctionnement temporel d’un système
    • Simulation du portail sur PC en 3D (programmation SysML).
  • Identifier et caractériser des solutions techniques (Energie – Matière – Information)
    • Etude de la liaison entre la roue dentée et l’arbre intermédiaire
    • Etude de la Transmission d’information : analyse d’une trame émise par la télécommande
  • Expliquer des éléments d’une modélisation proposée relative au comportement de tout ou partie d’un système
    • Etude cinématique
  • Identifier des variables internes et externes utiles à une modélisation, simuler et valider le comportement
    • Simulation et mesure des trajectoires
  • Évaluer un écart entre le comportement du réel et le comportement du modèle
    • Etude de la charge de la batterie par le panneau photovoltaïque et simulation sous Matlab®


Principales potentialités pédagogiques BAC S SI

Le système pédagogique permet des activités dans les domaines : mécanique, génie électrique, automatique.

  • Analyser
    • Impact environnemental.
    • Chaîne d’énergie : identification et description. Bilan énergétique.
    • Systèmes logiques évènementiels. Langage de description.
    • Composants réalisant les fonctions de la chaîne d’énergie.
    • Réversibilité d’une source, d’un actionneur, d’une chaîne de transmission.
    • Matériaux.
    • Analyse des écarts entre valeurs attendues-simulées-mesurées.
  • Modéliser
    • Caractéristiques des grandeurs physiques (mécaniques, électriques, thermiques, acoustiques, lumineuses, etc.)
    • Énergie et puissances. Notion de pertes.
    • Chaîne d’énergie : modèle d’une source et des composants de la chaîne.
    • Ordre d’un système.
    • Systèmes logiques à évènements discrets. Langage de description.
    • Liaisons   Graphe de liaisons.
    • Modèle du solide.
    • Action mécanique.
    • Modélisation plane.
    • Paramètres d’une simulation.
    • Modèles de comportement et de connaissance.
    • Grandeurs influentes d’un modèle.
    • Structures.
  • Expérimenter 
    • Appareils de mesures, mise en œuvre et règles d’utilisation
    • Programmation de systèmes logiques à évènements discrets
    • Traitement de résultats expérimentaux
  • Communiquer
    • Dossier technique
    • Croquis, schémas
    • Production de documents

Caractéristiques Techniques

2 blocs moteurs intégrant électronique et batterie,
2 panneaux solaires orientables (17 V ; 4 W),
2 télécommandes HF 433,92 MHz,
1 paire de cellule photo électrique,
1 jauge de contrainte 200 N,
1 clé dynamométrique 19 à 110 N,
Connexions à la carte par douille de sécurité 4 mm,
Programmation du microcontrôleur PIC compatible ICD2® et PICkit2™.

Dim (L × P × H) : 920 × 710 × 530 mm par battant.

CD-Rom contenant :
Travaux pratiques au format Word et TPWorks,
Modélisation du système complet sous SolidWorks,
Dossier technique,
Reportages vidéo.


En option

Une mallette pédagogique (Réf : SPORTAILMOTO) permet l’étude mécanique du motoréducteur.