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© Cned — Devoirs, Technologie 41 — 35 Devoir 1 Page 1/3 — Devoir 1 Devoir 7 Ce devoir comporte 9 exercices qui portent sur les séquences 6 et 7 avec deux pages de documents (un recto verso) à détacher en fin de devoir et à joindre à ta copie. Tu peux utiliser tes livrets de cours et de corrigés pour t’aider et tu te serviras aussi des « Documents et informations » fournis dans le devoir. Les connaissances acquises lors de l’étude des séquences 6 et 7 sont transposables dans le cadre de tout système étudié pour ce devoir. Tu répondras aux différentes questions par des phrases simples, sans oublier de justifier tes réponses. Pour faire ce devoir, il n’est pas nécessaire d’avoir un ordinateur ni un accès à Internet, cependant, si tu en as la possibilité, tu peux lire le sujet du devoir sur le site de ta classe pour avoir une meilleure qualité de vision des documents. Lis bien tous les documents (il ne faut pas hésiter à souligner et encadrer les parties qui te semblent importantes) ! Le thème de ce devoir est : Acquisition et transmission de l’information Traitement de l’information « Étude d’un chargeur solaire » Tu vas travailler sur l’étude d’un objet technique, « un chargeur solaire » ; c’est un système de rechargement, à l’aide d’un panneau solaire, pour une batterie composée de plusieurs accumulateurs « Ni-Cd ». Cette batterie comporte quatre accumulateurs, connectés en série, d’une tension nominale de 1,2 V par accumulateur. « Le panneau solaire » peut être modélisé par un « générateur » et « la batterie à recharger » sera alors le « récepteur ». EXERCICE 1 (4 points) Document et information Le « chargeur solaire » simplifié peut se représenter par le schéma suivant : Batterie (Quatre accumulateurs) Panneau solaire © Julien Launay Une batterie ne doit pas être chargée en permanence. En effet, dès qu’elle est complètement chargée (pleine), il faut en stopper la charge, sinon elle risque d’être détériorée. Pour éviter cette détérioration, on va ajouter un élément qui va permettre d’en stopper la charge. À partir d’un certain seuil (une certaine tension), le panneau solaire ne fournira plus d’énergie à la batterie. Le « chargeur solaire » se représentera alors par le schéma suivant : Batterie (Quatre accumulateurs) Panneau solaire Interrupteur commandé + + Vbatt © Julien Launay – – Commande « ON » ou « OFF » ( « ON » pour charge, « OFF » pour arrêt de la charge) Devoir 7 — Page 1/12 © Cned — Devoirs, Technologie 41 — 35 — © Cned, Technologie 41 36 Page 2/3 — Devoir 1 Page 2/12 — Devoir 7 La tension « Vbatt » aux bornes de la batterie varie en fonction de l’état de charge des quatre accumulateurs. Tension aux bornes d’un accumula- teur lors de l’arrêt de sa charge. Pendant la charge de la batterie (composée de quatre accumu- lateurs), la tension à ses bornes va augmenter progressivement (jusqu’à un certain seuil). - Si le signal de commande fourni à l’interrupteur commandé est « ON », alors le panneau solaire sera connecté à la batterie pour la charger, une LED (ou DEL) s’allumera pour indiquer que la batterie est en charge. - Si le signal de commande fourni à l’interrupteur commandé est « OFF », alors le panneau solaire sera déconnecté de la batterie. La LED sera éteinte. La batterie comporte quatre états (de charge) : 1. La batterie est complètement chargée, le panneau solaire est déconnecté. 2. La batterie se décharge petit à petit, la tension à ses bornes diminue progressivement. Le panneau solaire est toujours déconnecté. 3. La batterie est complètement déchargée, il faut la recharger. Le panneau solaire sera alors connecté. 4. La batterie se charge progressivement, la tension à ses bornes augmente. Le panneau solaire est toujours connecté. Puis, on retourne à l’état n°1. Ce fonctionnement est très simplifié par rapport à un fonctionnement réel qui est plus complexe. Questions : 1- Quel est le type de signal fourni à l’interrupteur commandé du chargeur de batterie (signal numérique ou analogique) ? Justifie ta réponse. (Interrupteur commandé : élément qui va permettre de stopper la charge des accumulateurs pour que le panneau solaire ne fournisse plus d’énergie à la batterie.) 2- Quel est le nom de l’information (grandeur physique mesurée) qui permettra de stopper la charge de la batterie (ou de connaître l’état de sa charge) ? Tu répondras en indiquant ton choix parmi les grandeurs suivantes : température, pression, tension, longueur, kilométrage… 3- Pour stopper la charge de la batterie, quel est le type d’information fournie par la mesure de la valeur de la tension aux bornes de la batterie (numérique ou analogique) ? Justifie ta réponse. 4- À partir de quelle tension « Vbatt » stoppera-t-on la charge totale de la batterie (valeur mesurée aux bornes de la batterie composée des quatre accumulateurs) ? 5- Que faudra-t-il contrôler (en la mesurant) pour stopper la charge totale de la batterie ? Devoir 7 – suite © Cned — Devoirs, Technologie 41 — 37 Devoir 1 – suite Devoir 1 — Page 3/3 EXERCICE 2 (2 points) Document et information La tension « Vbatt » aux bornes de la batterie (quatre accumulateurs) varie en fonction de sa décharge. Cette tension correspond à la tension aux bornes d’un accumulateur « vide » d’énergie. Question : À partir de quelle tension « Vbatt » aux bornes de la batterie, faudra-t-il démarrer sa charge (tension à partir de laquelle les quatre accumulateurs sont considérés comme « vides ») ? EXERCICE 3 (1 point) Sur la feuille détachée, complète maintenant le « Document 1 ». Ce document représente l’organigramme du système qui pilote la charge de la batterie (des quatre accumulateurs connectés en série). Question : Complète le « Document 1 » en indiquant la valeur de la tension à tester (tu indiqueras les réponses à deux endroits dans l’organigramme). Devoir 7 – suite Devoir 7 — Page 3/12 © Cned — Devoirs, Technologie 41 — 37 — © Cned, Technologie 41 38 Page 2/3 — Devoir 1 Devoir 1 – suite EXERCICE 4 (3 points) Document et information Pour commander le système, on souhaite utiliser un automate programmable « CD12 » de « Crouzet » dont tu as déjà étudié l’utilisation. © Julien Launay/crouzet.com L’énergie sera fournie à l’automate programmable par une alimentation externe de 12 V. Partie supérieure de l’automate programmable Partie inférieure de l’automate programmable Questions : 1- Sur quel type d’entrée peut-on connecter la mesure de la tension aux bornes de la batterie ? Tu répondras en indiquant : - le type d’entrée (analogique ou numérique), - le nom d’une des entrées de l’automate programmable qu’il est possible d’utiliser (tu donneras ta réponse par un repère sous la forme I suivi d’un nombre ou d’une lettre). Revoir, si besoin, en fin de séquence 6 dans le livret de cours 1 : Documentation pour l’utilisation de « Millenium 3 ». 2- Observe le « Document 2 » sur la feuille détachée. Pour t’aider, tu peux revoir les deux photos présentées ci-dessus. Repère sur le « Document 2 » montrant l’automate programmable « l’entrée » et « la sortie » nécessaires pour commander le système, en les entourant et en les légendant. Pour t’aider, tu peux revoir dans ton livret de cours 1, séquence 6, l’encadré après l’exercice 19. 3- Sur la feuille détachée, complète le « Document 3 » pour montrer le câblage du système, en dessinant les deux connexions : - entre le générateur et l’automate programmable, - entre l’automate programmable et le récepteur. Pour t’aider : Tu peux revoir le deuxième schéma dans la partie « Document et information » de l’exercice 1. L’interrupteur commandé sera celui déjà présent en sortie de l’automate programmable « CD12 » de « Crouzet ». Il faudra donc connecter en sortie deux fils entre le panneau solaire (+) et la batterie (+). Un troisième fil (déjà mis en place) est nécessaire pour la prise de mesure de la tension aux bornes de la batterie. Page 4/12 — Devoir 7 Devoir 7 – suite © Cned — Devoirs, Technologie 41 — 39 Devoir 1 – suite Devoir 1 — Page 3/3 Devoir 7 — Page 5/12 Devoir 7 – suite © Cned — Devoirs, Technologie 41 — 39 À l’aide des indications du cours, même si tu ne disposes pas d’un ordinateur, tu es capable de faire les exercices qui suivent, et tu dois les faire. EXERCICE 5 (4 points) Document et information On va maintenant se concentrer sur la programmation du système, piloté par l’automate programmable « CD12 » de « Crouzet ». La programmation se présentera sous forme de diagramme de blocs fonctionnels, qu’il faut réaliser avec le logiciel « Millenium 3 ». Questions : 1- Observe les deux icônes ci-dessous. Icône n° 1 Entrée TOR (tout ou rien, entrée numérique) Icône n°2 Entrée analogique (0. 10 V) © crouzet.com Dans le bloc « IN », parmi uploads/s1/ devoir-api.pdf