Espace dédié aux cours, travaux dirigés et activités pratiques des élèves 1ère S.SI

Année scolaire 2017-2018

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Travaux Personnels Encadrés

logo TPE

Boite à outils

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Le métier d'ingénieur

Séquence "Prise de contact et mise en jambe ..."
Compétences Connaître les formules des périmètres, aires et volumes des formes élémentaires et les appliquer dans des cas concrets.
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
AP conception d'un radeau





AP ApneaSafe
Activité de ré-investissement
Pour aller plus loin..

Séquence "Caractérisation des transferts d'énergie"
Question sociétale


Que signifie l'expression : rien ne se crée, tout se transforme et comment expliquer ce qui se passe dans la vidéo ?
Modèle multiphysique Pendulum (OpenModelica)
Modèle volumique Pendulum (SolidWorks)


chauffeEau150px.png Comment estimer le coût de l'eau chaude sanitaire ?
Modèle multiphysique Chauffe Eau (OpenModelica)

Comment dimensionner le ressort du Jumping Sumo pour un saut de 80 cm ou bien encore quelle batterie choisir pour réaliser une vingtaine de sauts sans avoir à la recharger ?
Objectif Caractériser un système d'un point de vue des transferts d'énergie et des pertes.
Compétences A2-identifier les éléments transformés et les flux.
Cours pré-requis
QCM
Travaux Dirigés
Activités
Introduction à la conservation de l'énergie "C'est pas sorcier : sécurité routière"

Cours manuscrit : Energies, puissances et rendements

Images pour agrémenter le cours manuscrit.

Détermination de la constante de raideur d'un ressort



TD : Exercices d'application associés au cours

TD : Rendement d'un panneau solaire photovoltaïque

TD : Rendements intermédiaires d'une chaîne d'énergie photovoltaïque

TD : Comparatif voiture Clio - Zoé

TD : Etude énergétique d'un ascenseur

TD : AirPod - Véhicule électroPneumatique


Activité 1 : Sensibilisation à la conservation d'énergie et au phénomène d'inertie
Tous les élèves font l'activité orchestrée par le professeur.
L'activité a pour finalité de sensibiliser les élèves à la conservation de l'énergie et au phénomène d'inertie lié à la rotation d'un objet.

Activité 2 : Bouilloire électrique – Étude du rendement
Tous les élèves font l'activité orchestrée par le professeur.
L'activité a pour but de sensibiliser les élèves à la construction d'un protocole d'expérimentation pour atteindre un but défini.

Les élèves forment des ilôts de 3 personnes (les groupes formés portent les noms G1, G2 etc.) et réalisent les activités selon ce planning. Les activités sont définies ci-après.

Les activités suivantes ont pour objectifs de familiariser les élèves avec la démarche d'investigation en vue quantifier le rendement énergétique (instantané le cas échéant) selon un protocole d'expérimentation qu'ils auront au prélable défini ainsi que de les sensibiliser avec la notion de "modèle multiphysique".

Activité 3.1 : Circulateur de chauffage – Étude du rendement




Activité 3.2 : Compresseur d'air – Étude du rendement



Activité 4.1 : Palan de spectacle – Étude du rendement




Activité 4.2 : Pilote automatique – Étude du rendement





Activité 5 : Jumping Sumo – Impact des sauts sur les performances énergétiques

multiphysique prof - accès restreint




Activité 6 : Jumping Sumo – Impact des mouvements d'avance sur les performances énergétiques

multiphysique prof - accès restreint




Activité de réinvestissement
Activité : Système Tempérys – Étude du rendement
Lien vers l'espace Tempérys
Pour le plaisir ... Pendule de Newton.
QCM QCM Energies

Séquence "Initiation à la modélisation multiphysique"
Question sociétale Comment améliorer les performances d'un système, ou d'une manière plus générale, concevoir un système et valider des performances sans avoir ledit système voire qu'il ne soit pas encore façonné!?
Objectif Montrer en quoi la modélisation multi-physique est extrêment utile dans une approche globale des systèmes dans le but d'une conception ou d'améliorations des performances.
Compétences B-Modéliser
B1. Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Cours d'initiation à la modélisation multi-physique
Travail dirigé
Activité 1 : Prédéterminer les performances cinématiques de la voiture Tamiya électrique radio-commandée.

Nous souhaitons prédéterminer les performances cinématiques de la voiture radio-télécommandée Tamiya en situation réelle (avec traînée aérodynamique) ainsi qu'avec un changement d'accumulateur plus léger.



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 de réinvestissement L'activité proposée permet de réinvestir l'utilisation de modèle dans le cadre de la séquence relatif à la séquence "Caractérisation des transferts d'énergie".

Le but de l'activité est de déterminer les rendements instantanés et énergétiques globaux et intermédiaires du Jumping Sumo.

Sequence "Décrire le fonctionnement automatique des systèmes"
Question sociétale Comment peut-on réaliser cela?
Objectif Comment décrire le fonctionnement des systèmes automatiques?
Compétences A2 - Analyser le système
  • Décrire et analyser le comportement d’un système
  • ...
Conseils Pour profiter pleinement de ce cours il est conseillé de :
  • télécharger et d'installer le logiciel LARP (garanti sans virus) ainsi que son guide
  • télécharger et exécuter l'application "Soft cours logique"(garanti sans virus).
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Cours

Travail préliminaire : Regarder les vidéos introductives à l'algorithmie sur le site de Grafikart et idéalement reproduire les manipulations à l'aide du logiciel LARP.
Selon les navigateurs, il faut passer sur YouTube sans mettre le plein écran pour pouvoir supprimer la proposition d'abonnement

Décrire le fonctionnement des systèmes
Travaux dirigés / Activités

Décrire le fonctionnement des systèmes - TD1


Décrire le fonctionnement des systèmes - TD2


Décrire le fonctionnement des systèmes - TD3 Gestion de la ceinture de sécurité




Décrire le fonctionnement des systèmes - TD4 Gestion automatique d'un store banne en fonction de la vitesse du vent
...


Séquence "Interagir avec l'environnement"
Question sociétale Comment les phares de ma voiture font-ils pour s'allumer dès que la luminosité est faible?
Objectif Comprendre comment il est possible à partir de la mesure de grandeurs physiques (lumininosité, température, vitesse, etc) d'automatiser certaines tâches (allumage des phares, déclenchement du chauffage ou des essuies glaces, avertisseur ceinture de sécurité, etc).
Compétences/Connaissances/Capacités
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Cours "Les capteurs"

Cours Conversion Analogique Numérique



Activité 1 : "Présentation des cartes Arduino"



Activité 2 : "Présentation du simulateur 123d Circuit"





Activité 3 : "Structure d’un programme Arduino et utilisation du moniteur série"



Activité 4 : "Les types de variables"








Activité 5 : "Les structures algorithmiques et les tableaux"




Activité 6 : "Les objets et les fonctions"







Activité 7 : "Gestion plafonnier de voiture"


Activité 8 : "Gestion de l'alame de voiture en cas d'effraction"





Activité 9 : "Gestion du risque de verglas"


Activité 10 : "Gestion de la ceinture de sécurité"






Activité 11 : "Reglage du rétroviseur conducteur à l'aide d'un joystick.pdf"








Activité : "Faire d'un portail électrique un objet connecté"

Cette activité est une activité préambulaire à la séquence "Comment les systèmes communiquent-ils entre eux" traitée en terminale












Séquence "Identification et caractérisation des signaux et des grandeurs électriques"
Question sociétale ...
Objectif ...
Compétences B-Modéliser
B1. Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Cours "Définition et caractérisation des signaux"





Cours "Identifier et caractériser les grandeurs électriques"
Travail dirigé : Definition et caracterisation des signaux



Travail dirigé : Acquisition et conditionnement de l’information 1



Travail dirigé : Acquisition et conditionnement de l’information 2





Travail dirigé : Etude de la protection contre les surcharges d'un sécateur de vignes





Activité 1.1 : "Caractériser les signaux par leurs formes, valeur moyenne et valeurs efficaces"


Activité 2.1 : "Caractériser les signaux de sortie d'un capteur d'humidité"


Activité 2.2 : "Caractériser les signaux de sortie d'un capteur de niveau"




Activité 3 : "Bathy Thermographe – Etude, modélisation du signal issu du capteur et affichage de la température sur le moniteur série de l'IDE Arduino"
Pour réaliser une partie de cete activité, vous aurez besoin de télécharger et exécuter le logiciel PlotDigitizer



Activité 4 : "Déterminer la tension d'alimentation d'un moteur à courant continu pour satisfaire à une vitesse de montée imposée, à partir d'un modèle multi-physique puis de manière analytique"



Activité 5 : Convertisseur fréquence - tension








Activité 6 : "Vérifier la validité du modèle de l'accumulateur de la voiture Tamiya"



Activité 7 : "Vérifier la validité du modèle du moteur de la voiture Tamiya"


Activité de réinvestissement
Pour le plaisir ...