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1 Ensemble des synopsis des PPE année 2010-2011

Le câblage et la programmation d’un API sur les platines PELERICC et VENTURICC

Mise en œuvre d’un API sur deux platines pneumatiques

Conception et réalisation du câblage et de la programmation d’un API sur les deux sous-systèmes

PELERICC et VENTURICC. Programmation commune aux deux sous-systèmes.

Faire le schéma de câblage pneumatique sur les platines PELERICC et VENTURICC (Préciser

monostable et bistable au besoin). Réaliser un cycle manuel ; Réaliser le schéma de câblage de l’API

sur les deux platines ; Programmer l’API ; Contrainte supplémentaire : UN api, UN programme, DEUX

sous systèmes

Documentation technique des sous-systèmes

Documentation technique de l’API

Documentation d’AUTOMGEN

Le câblage et la programmation d’un API sur les platines

PELERICC et VENTURICC Sujet 3

Mise en œuvre d’un API sur deux platines pneumatiques

Expression fonctionnelle du besoin:

4 élèves

Production attendue: Faire le schéma de câblage pneumatique sur les platines PELERICC et VENTURICC (Préciser monostable et bistable au besoin). Réaliser un cycle manuel. Réaliser le schéma de câblage de l’API sur les deux platines. Programmer l’API Contrainte supplémentaire : UN api, UN programme, DEUX sous systèmes

Le robot « Souris »

Etude fonctionnelle et mise en œuvre d’un robot SOURIS.

Analyser et améliorer un KIT électronique robot existant.

Le montage du kit robot souris ; Tests du bon fonctionnement. ; Recherche de l’algorithme régissant le fonctionnement du robot. ; Amélioration : Variation de la vitesse d’avance (+ ou – vite) Le kit robot La notice de montage Documentations sur les variateurs de vitesse.


L’armoire de commande du bras Schrader Conception et fabrication de l’armoire de commande électrique du bras Schrader.

Repérer le pupitre, les boutons dont on a besoin ; Etude de la fixation normalisée de l’automate sur un

rail ; Rechercher une alimentation 24V industriel protégée, compatible en termes de puissance ; Etude

de l’alimentation électrique du moteur du tapis roulant ; Conception de la face avant : devis et

commande de boutons poussoirs, bouton tournant, douilles 4mm sécurité …

Reprendre les données existantes. Refaire proprement les schémas fonctionnels et de câblage.

Conception de l’armoire de commande / recherche d’armoire métallique industrielles ; Fabrication +

montage.

Les documents du précédent PPE

Liste des composants reçus

L’armoire de commande du bras Schrader Sujet 2

Conception et fabrication de l’armoire de commande électrique du bras Schrader.

Expression fonctionnelle du besoin: 4 élèves

Production attendue: Reprendre les données existantes. Refaire proprement les schémas fonctionnels et de câblage. Conception de l’armoire de commande / recherche d’armoire métallique industrielles Fabrication + montage.

Eléments du CDCF:

Présentation générale de la problématique :

Repérer le pupitre, les boutons dont on a besoin

Etude de la fixation normalisée de l’automate sur un rail

Rechercher une alimentation 24V industriel protégée, compatible en termes de puissance

Etude de l’alimentation électrique du moteur du tapis roulant (sujet 2)

Conception de la face avant : devis et commande de boutons poussoirs, bouton tournant, douilles 4mm sécurité …

Intitulé du sujet développé :

DISTRIBUTEUR DE SIROP Formulation de la problématique : Comment se servir un verre de sirop de façon automatisée ? Nature de la production finale attendue : Prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le prototype devra : * Etre relativement compact, * Permettre de choisir entre quatre sirops différents, * Fournir des gobelets en plastique de 12,7 cl, * Pouvoir évacuer les liquides en cas de débordement ou d’absence de gobelet, * Etre alimenté à partir du réseau monophasé EDF 230 volts 50 hz.



HELICE RETRACTABLE

Formulation de la problématique : Comment faire reprendre de l’altitude à un planeur grâce à une hélice rétractable ? Nature de la production finale attendue : Maquette à l’échelle 1/2. Eléments du cahier des charges fonctionnel : La maquette devra : * Gérer l’entrée et la sortie de l’hélice en toute sécurité, * Ne pas modifier le centre de gravité du planeur lors du déploiement de l’hélice, * Détecter la position initiale et la position finale de l’hélice. * Avoir une autonomie énergétique suffisante.


CHATIERE AUTOMATIQUE

Formulation de la problématique : Comment laisser entrer et sortir son chat de la maison sans ouvrir la porte ? Nature de la production finale attendue : Prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le prototype devra :

* Autoriser les passages au chat de la maison uniquement, * Permettre le choix selon deux modes de fonctionnement :

- Autorisation de l’entrée et de la sortie du chat, - interdiction des passages. * S’adapter à toute porte standard, * Résister à l’environnement ambiant (chocs, température, humidité ).


BUREAU A CASIER ESCAMOTABLE

Formulation de la problématique : Comment obtenir un gain de place sur un bureau ? Nature de la production finale attendue : Prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le prototype devra : * Etre alimenté par le secteur, * Etre commandé uniquement par des personnes autorisées, * Posséder un casier escamotable dont le mouvement sera suffisamment rapide et silencieux, * Etre stable lors du déplacement du casier.


TARTINEUR AUTOMATISE

Formulation de la problématique : Comment réaliser automatiquement des tartines ? Nature de la production finale attendue : Prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le prototype devra : * Stocker des tartines, * Assurer la circulation des tartines durant le traitement,


* Etre capable de déposer le beurre puis la confiture, * Etre autonome.


LE VITRO-BALAI Formulation de la problématique : Comment obtenir le nettoyage automatique des vitres d’un aquarium ? Nature de la production finale attendue : Prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le prototype devra : * Etre capable de nettoyer les vitres intérieures d’un aquarium en déplaçant automatiquement un balai selon un trajet préalablement défini, * Pouvoir s’adapter à la plupart des tailles d’aquariums rectangulaires, * Etre alimenté en énergie électrique à partir du réseau monophasé EDF 230 volts 50 hz.


WATERCOOLING Formulation de la problématique : Comment améliorer les performances d’un ordinateur ? Nature de la production finale attendue : Prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le prototype devra : * Améliorer les performances d’un ordinateur en captant la chaleur émise par le microprocesseur, * Evacuer la chaleur captée grâce à un liquide, * refroidir le liquide assurant le transport de la chaleur.


PORTAIL SOLAIRE AUTOMATISE Formulation de la problématique : Comment automatiser un portail alimenté à partir de l’énergie solaire ? Nature de la production finale attendue : Maquette à l’échelle 1/2. Eléments du cahier des charges fonctionnel : La maquette devra : * Etre capable de s’ouvrir et de se fermer sans ordre de l’utilisateur, * Arrêter sa fermeture en cas de présence d’obstacle sur son passage et se rouvrir, * Supporter les conditions climatiques extérieures ainsi que les possibilités de chocs mécaniques, * Etre autonome du point de vue énergétique grâce au soleil.


TONDEUSE AUTOMATIQUE Formulation de la problématique : Comment tondre automatiquement une surface en évitant les obstacles ? Nature de la production finale attendue : Maquette à l’échelle 1/2. Eléments du cahier des charges fonctionnel : La maquette devra :


* Couper le gazon, * Se déplacer seule sur le terrain, * Etre capable d’éviter les obstacles, * Avoir une autonomie suffisante pour tondre une surface de 70 m2 grâce à une source d’alimentation embarquée.

FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) 2010-2011

Thème et support retenus :

Concevoir un vélo à assistance électrique Intitulé du sujet développé :

Vélo à assistance électrique Formulation de la problématique :

Sensibiliser les générations à venir aux solutions énergétiques non polluantes, et montrer les avantages des énergies renouvelables en concevant un vélo à assistance électrique.

Nature de la production finale attendue : Réalisation d’un vélo à assistance électrique à partir de matériaux de récupération, maquette volumique, compte rendu, démonstration sur le parvis du lycée.

Eléments du cahier des charges fonctionnel :

Dimensionnement de la transmission d’énergie

Dimensionnement des batteries

Etude énergétique, bilan des puissances, rendement

Relevé des grandeurs électriques

La maquette volumique du vélo à assistance électrique devra être réalisée avec le logiciel Solid Works



Barrière ERO Intitulé du sujet développé :

Contrôle d’accès Formulation de la problématique :

Détecter la présence d’une personne devant la barrière ERO, commander alors l’ouverture puis la fermeture une fois la personne passée.

Nature de la production finale attendue : Mise en place du contrôle d’accès devant la porte du laboratoire de Sciences de l’Ingénieur


Prise en main de la barrière ERO

Rédaction d’un mini guide d’utilisation

La barrière sera pilotée par un API programmé avec le logiciel AUTOMGEN ou par une carte à base de microcontroleur programmée en langage C

Relevé des grandeurs électriques lors des différentes phases de fonctionnement de la barrière

La maquette volumique de la barrière ERO devra être réalisée avec le logiciel Solid Works

FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE)TS SI 2010-2011

Thème et support retenus : Banc de tri BCI Intitulé du sujet développé : Mise en œuvre du banc de tri BCI, réglage des capteurs et raccordement à un automate programmable industriel (API).


Formulation de la problématique : Après la recherche des causes de dysfonctionnement, des solutions appropriées devront permettre le fonctionnement du Banc de tri BCI. Nature de la production finale attendue :

- Détermination des causes de dysfonctionnement - Solutions et modifications à apporter pour y remédier - Devis quantitatif et estimatif des coûts de réparation - Commande des composants - Validation des solutions par raccordement à l’automate et simulation du fonctionnement

Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le banc de tri BCI, dont toutes les entrées-sorties seront re-câblées sur un API, devra fonctionner. Les solutions techniques adoptées par le constructeur pour lier les différents éléments constituants seront modélisées à l’aide du modeleur volumique Solid-Works.

FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE)2010-2011


Concevoir un véhicule solaire radiocommandé pour participer au Défi solaire Méditerranéen CNES/ Planète Sciences


Défi solaire Méditerranéen CNES/ Planète Sciences Formulation de la problématique :

Sensibiliser les générations à venir aux solutions énergétiques non polluantes, et montrer les avantages des énergies renouvelables en concevant un véhicule solaire radiocommandé.

Nature de la production finale attendue : Réalisation d’un véhicule solaire radio télécommandé conforme au cahier des charges du Défi solaire Méditerranéen, maquette volumique, compte rendu, panneau de présentation participation à la course.


La structure mécanique et électrique du véhicule solaire radio télécommandé devra être conforme au cahier des charges du Défi solaire Méditerranéen

La maquette volumique du véhicule solaire radio télécommandé devra être réalisée avec le logiciel Solid Works

Plus d’informations à l’adresse suivante : http://www.planete-sciences.org/midi-pyrenees/solaire/



Afficher des informations sur un journal électronique Intitulé du sujet développé :

Journal électronique Formulation de la problématique :

Afficher dans le hall du lycée : l’heure, le jour la date ainsi que diverses informations comme le poème du jour de la section SI.

Nature de la production finale attendue : Mise en place du journal électronique dans le hall du lycée. Pilotage par ordinateur PC par différents types de liaison : RS232 série, Réseau Ethernet, USB


Mise en place du journal électronique dans le hall du lycée

Configuration du logiciel

Rédaction d’un mini guide d’utilisation

Relevé des grandeurs électriques transitant sur la liaison série

La maquette volumique du journal électronique et sa fixation devront être réalisées avec le logiciel Solid Works


FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) 2010-2011 Thème et support retenus :

LEGO NXT Programmation en langage C

Intitulé du sujet développé : Robot badgeur de carte cantine programmé en langage C

Formulation de la problématique : Elaborer une solution matérielle et logicielle (en langage C) à base de briques LEGO et LEGO NXT, permettant de badger de manière autonome une carte cantine dans un des lecteurs de badge du hall du lycée.

Nature de la production finale attendue : Réalisation du produit en conformité avec le cahier des charges, programmation en langage C, maquette volumique, compte rendu.


Le produit devra utiliser des briques LEGO et LEGO NXT

Le robot devra être autonome une fois mis en marche sur son point de départ placé au minimum à 1 mètre du lecteur de badge sur une table de 70x140 cm

Une bande de scotch noir pourra être placée sur et autour du lecteur de badge ainsi que sur le pourtour de la table pour faciliter le guidage du robot

La maquette volumique du robot devra être réalisée avec le logiciel Solid Works

La bibliothèque des composants volumiques utilisée devra être celle fournie par les enseignants

Le logiciel de programmation en langage C utilisé devra être celui fourni par les enseignants



LEGO NXT Programmation en langage GRAFCET

Intitulé du sujet développé : Robot badgeur de carte cantine programmé en langage GRAFCET

Formulation de la problématique : Elaborer une solution matérielle et logicielle (en langage GRAFCET sous AUTOMGEN) à base de briques LEGO et LEGO NXT, permettant de badger de manière autonome une carte cantine dans un des lecteurs de badge du hall du lycée.

Nature de la production finale attendue : Réalisation du produit en conformité avec le cahier des charges, programmation en langage GRAFCET sous AUTOMGEN, maquette volumique, compte rendu


Le produit devra utiliser des briques LEGO et LEGO NXT

Le robot devra être autonome une fois mis en marche sur son point de départ placé au minimum à 1 mètre du lecteur de badge sur une table de 70x140 cm

Une bande de scotch noir pourra être placée sur et autour du lecteur de badge ainsi que sur le pourtour de la table pour faciliter le guidage du robot

La maquette volumique du robot devra être réalisée avec le logiciel Solid Works

La bibliothèque des composants volumiques utilisée devra être celle fournie par les enseignants

Le programme en langage GRAFCET devra être réalisé avec le logiciel AUTOMGEN

FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) TS SI : 2010-2011

Thème et support retenus : Alimentation autonome pour panneau Trivision

Intitulé du sujet développé : Panneau Trivision alimentation solaire

Formulation de la problématique : Etude énergétique du panneau actuel pour concevoir un nouveau panneau Trivision au fonctionnement autonome à partir de l’énergie solaire.

Nature de la production finale attendue : Détermination de la puissance consommée.

Dimensionnement du panneau solaire permettant l’alimentation autonome du système.


Relevé des grandeurs électriques dans les différentes phases de fonctionnement Maquette volumique et réalisation du support du panneau solaire.


La maquette volumique du support du panneau solaire devra être réalisée avec le logiciel Solid Works

Une étude de la consommation énergétique du panneau Trivision devra être réalisée

Une étude de la production énergétique du panneau solaire devra être réalisée.

Le support du panneau sera réalisé à partir des profilés présents au laboratoire.

FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) TS SI ANNEE 2010 2011

Intitulé du sujet développé : Concevoir un programme et une interface permettant de signaler par un signal sonore la vacuité de la zone d’approvisionnement. Formulation de la problématique :

Comment signaler à l’opérateur qu’il n’y a plus de pièces dans la zone d’approvisionnement ? Nature de la production finale attendue : Programme de tri sous AUTOMGEN, conception d’une interface sonore. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

Le banc PETRA doit être programmé afin : - de trier les pièces épaisses ayant un trou oblong - d’informer l’opérateur par un signal sonore qu’il n’y a plus de pièces dans la zone

d’approvisionnement. - Le transfert d’une pièce d’un tapis à l’autre ainsi que le tri final devront être modélisés sous

Cosmos Motion

FICHE SYNOPSIS D’UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE)TS SI ANNEE 2010 2011

Thème et support retenus : Bras SCHRADER : utilisation d’un distributeur proportionnel pour le serrage de la pince. Intitulé du sujet développé : Commande progressive de la pince par distributeur proportionnel associé à un module de conversion Numérique / Analogique. Formulation de la problématique : Quelles sont les modifications à apporter à la commande de la pince pour permettre la saisie de pièces fragiles ? Nature de la production finale attendue : Câblage des nouveaux composants (interface distributeur), programme sous AUTOMGEN, compte-rendu et validation de la solution proposée par expérimentation. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Lors de la saisie d’une pièce fragile, le temps de fermeture doit être de 3 secondes. En outre la vitesse de fermeture doit être maximale pendant la première seconde puis diminuer progressivement pendant les 2 secondes suivantes.

La solution technique adoptée pour modifier la pince sera modélisée à l’aide du modeleur volumique Solid-Works.


Thème et support retenus : Concevoir un cyclomoteur hybride. Intitulé du sujet développé :Cyclomoteur Hybride (assistance électrique et/ou moteur thermique) Formulation de la problématique :

Sensibiliser les générations à venir aux solutions énergétiques différentes et montrer les avantages des énergies renouvelables en concevant un cyclomoteur hybride..

Nature de la production finale attendue : Réaliser ,en partant d’un cyclomoteur à moteur thermique, un cyclomoteur hybride dans l’état d’esprit de celui médaillé au concours Lépine 2006 ( voir photo ci dessus) .


Une notice de calcul sera réalisée afin de cibler au mieux les besoins au regard du CdCF. Certaines parties pourront être modélisées sous SW à condition qu’elles contribuent à la conception du système. Une démonstration sera réalisée dans la cour du lycée.


Les calculs seront effectués pour un pilote de masse 80kg.

Etude énergétique, bilan des puissances , rendement, relevé des grandeurs électriques .

Choix des caractéristiques du moteur électrique et des batteries pour un « coût raisonnable » au regard -de l’autonomie souhaitée environ 30km sur route plate.

o de la vitesse maxi souhaitée environ 35km/h. o du temps de charge maxi environ 5 heures. o Une certaine facilité de charge (choix du chargeur, faire simple pour la mise en charge

dans son garage par exemple)


Thème et support retenus : Pilotage, réalité augmentée avec un AR DRONE. Intitulé du sujet développé : Pilotage différent d’un AR DRONE. Formulation de la problématique :

Comprendre le fonctionnement d’un AR DRONE et modifier sa possibilité de pilotage (autre que iPhone ...).

Nature de la production finale attendue : Réaliser le schéma cinématique, fast, chaînes d’information et d’énergie..... Etude (dossier, diaporama, maquette....) expliquant le fonctionnement et les concept développés d’un AR DRONE (gyroscope, accéléromètre, ultra son, caméra, wifi, réalité augmentée....) Réalisation d’un système de pilotage différent (avec WIIMOTE ou autre.......) Réalisation d’une démonstration avec ce pilotage d’un slalom entre 4 chaises. Certaines parties pourront être modélisées sous SW à condition qu’elles contribuent à une explication sur le système. Une démonstration des possibilités offertes sera réalisée dans la cour du lycée.

Eléments du cahier des charges fonctionnel : o Le pilotage différent ne fera pas intervenir les caméras (dans un premier temps..) o Les concepts nouveaux de Flying vidéo games de ce quadricoptère intelligent et bardé de

capteurs seront particulièrement décortiqués et expliqués.

Thème et support retenus : Thème : Transmission d’énergie. Support : Demi-joint de cardan.

Intitulé du sujet développé : Etude des performances d’un demi-joint de cardan : influence de l’angle sur la non « homocinéticité » du système. Formulation de la problématique : Comment visualiser la « non homocinéticité » d’un demi joint de cardan? Nature de la production finale attendue :

- Un carnet de bord ; - Un modèle virtuel ; - Une maquette ; - Un dossier descriptif de l’étude menée :

o étude du demi-joint de cardan : recherche documentaire ; o réalisation d’un modèle virtuel ; o visualisation du phénomène ; o conception d’une maquette :

réalisation de plan d’expérience ; recherche des composants ; étude de coût, réalisation de devis ;


réalisation de la maquette ; réalisation de la procédure d’expérimentation.

o expérimentation sur maquette : mesure de l’évolution de la position angulaire de l’arbre de sortie en fonction de celle de l’arbre d’entrée;

o étude des résultats de l’expérimentation ; o vérification du ou des modèles mathématiques trouvés dans les recherches.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : les matériels et les énergies utilisés devront être au maximum déjà présent dans le laboratoire ; prévoir un système simple ; utiliser le logiciel SOLIDWORKS avec le module COSMOSMOTION


Thème : Modification et /ou amélioration d’un système. Support : Système de prise de vue aérienne.

Intitulé du sujet développé : Etude du montage du système de prise de vue aérienne. Formulation de la problématique : Comment peut-on assembler les constituants du système de prise de vue aérienne de façon à améliorer son ergonomie? Nature de la production finale attendue :

- Un carnet de bord ; - Les constituants de la nacelle ; - Un dossier descriptif de l’étude menée :

o étude du système de prise de vue actuel; o étude des éléments constituants la partie opérative ; o étude de la répartition des constituants ; o étude de l’équilibre du système et de sa maniabilité ; o montage ; o tests et améliorations.

Éléments du cahier des charges fonctionnel :

utiliser le plus possible les constituants disponibles dans le laboratoire ; utiliser le logiciel SOLIDWORKS.

Thème et support retenus : Thème : Modification et /ou amélioration d’un système. Support : Système Tourne-seul.

Intitulé du sujet développé : Etude de la modification du système de commande du système Tourne-seul afin de réaliser un suivi actif du soleil. Formulation de la problématique : Comment réaliser le suivi actif du soleil en utilisant un système de commande de type automate programmable? Nature de la production finale attendue :

- Un carnet de bord ; - Une maquette et/ou la solution finale ; - Un dossier descriptif de l’étude menée :

o étude du système tourne-seul; o étude de la partie opérative ;

recherche des composants ; étude de coût, réalisation de devis ; réalisation de la maquette et/ou de la solution finale

o étude de la partie commande : choix de l’automate programmable ; élaboration du programme ; tests et améliorations.


o montage ; o tests et améliorations. o Validation du procédé.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : utiliser le plus possible les constituants disponibles dans le laboratoire ; utiliser le logiciel SOLIDWORKS, AUTOMGEN et/ou AUTOMSIM.


Thème : Modification et /ou amélioration d’un système. Support : Système Tourne-seul.

Intitulé du sujet développé : Etude de la modification du système de commande du système Tourne-seul afin de réaliser un suivi actif du soleil. Formulation de la problématique : Comment réaliser le suivi actif du soleil en utilisant un système de commande de type microcontrôleur? Nature de la production finale attendue :

- Un carnet de bord ; - Le robot Hemisson et ses accessoires. - Un dossier descriptif de l’étude menée :

o étude du système tourne-seul; o étude de la partie opérative ;

recherche des composants ; étude du montage.

o étude de la partie commande : étude de mode de programmation ; élaboration du programme ; tests et améliorations.

o Validation du procédé. Éléments du cahier des charges fonctionnel :

utiliser le plus possible les constituants disponibles dans le laboratoire ; utiliser le logiciel PIC C CONTROLER.

Thème et support retenus : Thème : Modification et /ou amélioration d’un système. Support : Poubelle automatique.

Intitulé du sujet développé : Etude de l’automatisation d’une poubelle. Formulation de la problématique : Comment réaliser l’ouverture d’une poubelle sans contact physique ? Nature de la production finale attendue :

- Un carnet de bord ; - Une maquette et/ou la solution finale ; - Un dossier descriptif de l’étude menée :

o étude des systèmes d’ouverture de poubelle; o étude de la partie opérative « universelle » ;

recherche des composants ; étude de coût, réalisation de devis ; réalisation de la maquette et/ou de la solution finale

o étude de la partie commande : choix de l’automatisation ; élaboration du câblage ; tests et améliorations.

o montage ; o tests et améliorations ; o Validation du procédé.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : utiliser le plus possible les constituants disponibles dans le laboratoire ; utiliser le logiciel SOLIDWORKS.


Thème et support retenus : Thème : Modification et /ou amélioration d’un système. Support : Vélo Electrique.

Intitulé du sujet développé : Etude de faisabilité d’un nouveau type de vélo électrique. Formulation de la problématique : Peut-on réaliser un vélo électrique sans transmission mécanique ? Nature de la production finale attendue :

- Un carnet de bord ; - Une maquette ; - Un dossier descriptif de l’étude menée :

o étude des différents types de vélos traditionnels; o étude de la partie opérative ;

étude de la faisabilité du nouveau procédé ; recherche des composants ; étude de coût, réalisation de devis ; élaboration de la maquette ; tests et améliorations validation du procédé.

o étude de la réglementation. o étude de la solution réelle :

recherche des composants ; étude de coût, réalisation de devis.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : utiliser le plus possible les constituants disponibles dans le laboratoire ; utiliser le logiciel

SOLIDWORKS.


Sur le système ERMET d’assemblage de boite à médaille, réaliser l’intégration d’un TSX 37 et d’un module de communication TSX-ETZ-410 ;

Formulation de la problématique : On voudrait communiquer avec le système ERMET à partir d’un réseau internet/intranet, pour cela on dispose d’un TSX37 et d’un coupleur TSX-ETZ-410 ; Nature de la production finale attendue : Remplacement du TSX17, adaptation du câblage au nouvel API, réparation du module TSX-ETZ-410 (une prise de connexion est actuellement abimée), raccordement du module, paramétrage du module vis-à-vis de son adresse MAC puis reprogrammation de l’adresse IP du module, test puis reprogrammation du système avec AU8 pour prendre en compte le nouvel API.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Un système didactique ERMET à disposition en état de fonctionnement ; 1 API de marque TSX 37 et son module de communication à disposition avec notice de raccordements ; Logiciels, et, câble de connexion disponible.

Thème et support retenus : Réalisation d’une platine d’essais de commande moteur DC sur le système du volant de F1 à retour de couple. Formulation de la problématique : On voudrait réaliser un banc d’essais permettant de tester et de comprendre le fonctionnement du système à retour de couple Nature de la production finale attendue : Réalisation d’un châssis permettant la fixation du moteur DC, de sa carte de commande, et du potentiomètre de consigne ; Intégration de bornes permettant la prise de mesures ; Intégration d’un dispositif de détermination de la fréquence de rotation du moteur ; Réalisation d’un programme en C ou AU8 permettant d’acquérir par port USB la valeur de consigne ANA et de commander en MLI le moteur afin d’appliquer un couple résistant variable ; Éléments du cahier des charges fonctionnel : Le système du volant à retour de couple en état de fonctionnement ; Un moteur DC adéquat et sa carte de commande avec son câble de raccordement fournis; Logiciels de programmation en C ou AU8 ;


Logiciel SOLIDWORKS 2007 pour la modélisation de pièces, des schémas d’implantation et éditer les plans ; Barres de Profilé aluminium carré de récupération, plaques de plexiglas de récup. , Visserie fournie ; 1 Atelier de bricolage à disposition pour le perçage sciage montage.

Thème

Création et développement d’un dirigeable avec caméra de surveillance. Support retenu : Nous allons adapter sur un système mobile (un dirigeable), un système réel étant une caméra fixe avec balayage automatique. Intitulé du sujet développé : «CONCEPTION ET REALISATION D’UN SYSTEME DE SURVEILLANCE AERIENNE» Formulation de la problématique : Comment contrôler l’orientation de la caméra et du dirigeable ? Nature de la production attendue : Réalisation du système de vidéo surveillance aérienne et terrestre. Modélisation Solidworks et carte de programmation arduino uno. Et commande du dirigeable avec une nunchuck de wii. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le système devra : -Surveiller une zone définie -Etre facilement contrôlable -Etre autonome énergiquement -Envoyer une image nette et précise (fluide) à l’utilisateur -Etre peu coûteux -Avoir une portance maximale

Thème Création et développement d’un dirigeable avec caméra de surveillance.

Support retenu : Nous allons adapter sur un système mobile (un dirigeable), un système réel étant une caméra fixe avec balayage automatique. Intitulé du sujet développé : «CONCEPTION ET REALISATION D’UN SYSTEME DE SURVEILLANCE AERIENNE» Formulation de la problématique : Comment contrôler l’orientation de la caméra et du dirigeable ? Nature de la production attendue : Réalisation du système de vidéo surveillance aérienne et terrestre. Modélisation Solidworks et carte de programmation arduino uno. Et commande du dirigeable avec une nunchuck de wii. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le système devra : -Surveiller une zone définie -Etre facilement contrôlable -Etre autonome énergiquement -Envoyer une image nette et précise (fluide) à l’utilisateur -Etre peu coûteux -Avoir une portance maximale

Thème : Défi solaire / voiture électrique avec panneau photovoltaïque Support retenu : Transport individuel à énergie propre Intitulé du sujet développé : Défi solaire Formulation de la problématique : Comment réaliser une voiture autonome et à énergie propre? Nature de la production attendue : Modélisation d’une voiture à énergie solaire. Réalisation du défi solaire.


Eléments du cahier des charges fonctionnel : Pour réaliser le défi solaire, il faut que la voiture puisse grâce au cahier des charges faire deux courses :

- une de rapidité, donc la voiture doit être la plus rapide possible ;

- une d’endurance, donc la voiture doit pouvoir faire un maximum de distance.

Nous allons étudier tout le système d’énergie (batterie, panneau photovoltaïque), ainsi que les deux chaînes fonctionnelles qui sont la chaîne d’énergie et d’information. Il faut que la voiture fonctionne à énergie propre, dans ce cas il s’agit d’une énergie solaire (panneau photovoltaïque et batterie)

• Fp1 : El Predator doit être capable de recevoir l’énergie solaire et de l’utiliser mais en cas de pluie doit être capable de se servir de sa batterie préalablement chargée grâce à l’énergie solaire .

Fc2 : Être utilisable par l’utilisateur. Fc3 : El Predator doit être capable de suivre un circuit. Fc4 : El Predator doit être capable de fonctionner dans toutes les conditions météorologiques. Fc5 : El Predator doit être capable de déployer son fonctionnement optimal lors de jours ensoleillé. Fc6 : El Predator doit être capable de s’adapter à tout environnement.

Thème : Etude de l’équilibre dynamique du Segway grâce à la conception et la programmation d’un Gyropode. Support retenu : Segway , Gyropode , lego mindstorm Intitulé du sujet développé : L’équilibre dynamique Formulation de la problématique : Etude de l’équilibre dynamique. Comment maintenir en équilibre un robot sur deux roues ? Nature de la production attendue : ●Création d’un robot Gyropode avec l’aide de Lego Mindstorm + maquette

●Programmation du Gyropode en langage NXT et en langage C Eléments du cahier des charges fonctionnel : Pour réaliser ce projet : ● Utilisation de logiciels pour programmer en langage C et en langage Mindstorm NXT ● Utilisation du robot hemisson pour tester les différents capteurs (gyroscopique, accéléromètre, infrarouge…)

Thème : Hygiène, santé et chimie. Support retenu : Module ou unité de lavage/séchage automatisé(e) de tube à essai. Intitulé du sujet développé : Création d’un système permettant le nettoyage de matériel de chimie. Formulation de la problématique : Le nettoyage du matériel utilisé dans les laboratoires constitue une perte de temps considérable. La création d’un robot permettant de s’affranchir de ce travail permettrait donc un gain de temps non négligeable. De plus, le robot pourrait obtenir de meilleurs résultats au niveau de la propreté permettant ainsi de travailler dans des conditions de sécurité améliorées. Nature de la production attendue : Maquette soit numérique avec animation (Solidworks + ISIS), soit réelle selon le temps nécessaire. Eléments du cahier des charges fonctionnel

• FP1 : Nettoyer la verrerie de l’utilisateur • FC1 : Être autonome • FC2 : Coût abordable pour les laboratoires • FC3 : Répondre aux principales normes d’hygiène

Condition Météo

El Predator

Circuit

Utilisateur

Environnement

Soleil (luminosité)

Fc2

Fc3

Fc4

Fc5 Fc6

Fp1


• FC4 : Répondre aux principales normes de sécurité

• FC5 : Résister au milieu extérieur Analyse fonctionnelle :

- Bête à cornes - Diagramme pieuvre - Diagramme FAST (partiel)

Etude mécanique : - Conception (Solidworks) - Dimensionnement moteur - Dimensionnement système de pompage

Etude électrique : - Conception circuit électrique - Programmation API - Test du circuit conçu sous ISIS

Thème : restauration rapide Support retenu : Intitulé du sujet développé : réalisation d’un découpe pizza automatique

Formulation de la problématique : Quelles solutions techniques doivent être mises en œuvre pour permettre à l’opérateur de découper la pizza en parts égales quelque soit le nombre de parts souhaité? En effet le système découpe pizza n'existant pas actuellement il est ingénieux de concevoir ce système en mettant en avant la sécurité de l'utilisateur ainsi que la rapidité de la découpe. Une fois ce système terminé et produit, il pourra rejoindre les différents restaurants rapides qui souhaiteront s'en munir. Nature de la production attendue : Maquette partiel de la solution retenue, modélisation numérique sous SW, schéma électrique des solutions retenues avec simulation et validation sous Isis, programmation de la solution. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

1 - Choix et dimensionnement du mécanisme : Conception (Maquette sous solidwork) Choix des moteurs (Cosmo motion) et validation expérimentale. 2 - Etude de la chaine d’information : Identification des informations utiles, recherche de solutions et choix des capteurs. Réalisation du programme de gestion de notre découpe pizza automatique. Enumération du nombre d’entrée sortie nécessaires. Choix de la carte de programmation et validation du fonctionnement. 3 – Etude de la chaîne d’énergie : Choix du type d’alimentation en prenant en compte les risques d’utilisation et la sécurité de l’utilisateur puis validation de la solution retenue. Etude de la fonction distribuée de manière expérimentale (platine d’essais avec composant électronique). Choix des moteurs (Cosmo motion) et validation expérimentale avec un moteur du labo SI. Recherche de solution existante et adaptation à notre problématique et à notre niveau pour la transmission.

Thème Robotique Support retenu : Robot aspirateur autonome Intitulé du sujet développé : Robot aspirateur sur l’exemple du robot « roomba » IRobot (modèle simplifié) Formulation de la problématique : Permettre le nettoyage autonome du sol sans présence obligatoire de l’utilisateur Nature de la production attendue : Une maquette de robot aspirateur autonome, ou un modèle informatique simulant le robot aspirateur (a l’aide de solidworks, et d’autres logiciels (hemisson webots, lego mindstorm, etc…) Avec essai sur robot hémisson Programmation du fonctionnement système

Lave tubes à essai

Laborantins /

chimistes

Verreri

e

Critère de qualité

/ économique

Sécurité

Hygiène

FP1

FC1

FC4

FC3

FC5

FC2


Eléments du cahier des charges fonctionnel : Etude de la fonction assurant l’autonomie Etude de la fonction Éliminer la poussière du sol automatiquement (aspiration stockage) Etude de la fonction Permettre à l’utilisateur d’éliminer les poussières Etude de la fonction Se déplacer sur le sol en évitant les obstacles Etude des milieux


Concevoir un véhicule solaire radiocommandé pour participer au Défi solaire Méditerranéen CNES/ Planète Sciences

Intitulé du sujet développé : Défi solaire Méditerranéen CNES/ Planète Sciences

Formulation de la problématique : Comment rendre un véhicule solaire le plus performant possible.

Nature de la production finale attendue : Réalisation d’un véhicule solaire radio télécommandé conforme au cahier des charges du Défi solaire Méditerranéen, maquette volumique, panneau de présentation, participation à la course. Réalisation de la chaîne de traitement.


La structure mécanique et électrique du véhicule solaire radio télécommandé devra être conforme au cahier des charges du Défi solaire Méditerranéen

_Choix entre 5 types de batterie. _Dimension maximum imposé et poids minimum de 1kg _Dimension des cellules photovoltaïque maximum : 2200cm2

_Au niveau de la télécommande choix de la fréquence RF sur une plage donnée

La maquette volumique du véhicule solaire radio télécommandé devra être réalisée avec le logiciel Solid Works

Validation sous Isis de la solution retenue pour la fonction DISTRIBUER avec un variateur de vitesse (type pont H).

Validation expérimentale d’une carte de commande électronique pour la fonction TRAITER.

Plus d’informations à l’adresse suivante : http://www.planete-sciences.org/midi-pyrenees/solaire/

Thème et support retenus : Robot croupier distributeur de carte Intitulé du sujet développé : Produit permettant de distribuer les cartes de jeux pour le poker. Formulation de la problématique : Comment distribuer des cartes à plusieurs joueurs automatiquement ? Nature de la production finale attendue : Le système sera fonctionnel. Une distribution de cartes se fera en présentation du PPE dans le hall d’entrée du lycée. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le système doit :

S’adapter aux cartes de dimension 57 x 88 Permettre de distribuer plusieurs jeux, pour cela il faut avoir un magasin avec au moins 2 jeux de

cartes. Fonctionner de façon autonome. Une fois le processus démarré, aucune intervention de

l'utilisateur ne doit être nécessaire. être autonome en énergie. être peut encombrant. avoir un coût estimé inférieur à 50€.

Avoir un dossier complet, incluant une analyse fonctionnelle, des maquettes numériques, etc… fourni avec la maquette.

Thème et support retenus : Effaceur de tableau blanc intelligent Intitulé du sujet développé : Le produit doit effacer à la demande de l’utilisateur et tous les 2 jours, passe automatiquement un détergeant.

http://www.planete-sciences.org/midi-pyrenees/solaire/


Formulation de la problématique : Comment nettoyer un tableau blanc sans effort ? Nature de la production finale attendue : Le système sera fonctionnel. Une démonstration sera opérationnelle le jour de la porte ouverte du lycée. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le système doit :

S’adapter au tableau blanc du lycée. Etre programmable. Fonctionner sur secteur. Etre peu encombrant. Fonctionner de façon manuelle et autonome. Une fois le processus démarré, aucune intervention

de l'utilisateur ne doit être nécessaire. Avoir un coût estimé inférieur à 50 €.

Avoir un dossier complet, incluant une analyse fonctionnelle, des maquettes numériques, etc… fourni avec la maquette.

Thème et support retenus : Appareil photo numérique Intitulé du sujet développé : Réalisation de plusieurs photos dans un mouvement de rotation autonome. Formulation de la problématique : Prendre, automatiquement, une succession de photos, avec n'importe quel appareil numérique, dans le but de réaliser un panorama 360° Nature de la production finale attendue : Le système sera fonctionnel. Une photo panoramique du hall du lycée durant une récréation sera réalisée. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Le système doit : - s'adapter à n'importe quel appareil courant du commerce (pour la fixation de celui-ci et actionner le déclencheur) sans modification de l'appareil photo. - permettre de prendre un nombre défini de photo. Ce nombre doit pouvoir être facilement modifiable car il est fonction de l'objectif de l'appareil et de la distance des éléments à photographier (prise en intérieur ou en extérieur par exemple). - fonctionner de manière autonome. Une fois le processus démarré, aucune intervention de l'utilisateur ne doit être nécessaire. - être autonome en énergie. - être stable: le système doit pouvoir se poser sur n'importe quelle surface (plan horizontal, incliné, herbe) et résister à un vent modéré. Il doit pouvoir se fixer à un pied de photographie. - être peut encombrant: si le système est volumineux pour assurer sa stabilité, il doit se replier afin de permettre un transport aisé (dimensions à définir). - avoir un coût estimé inférieur à 50€. - Le traitement des images est réalisé de manière logicielle. Plusieurs logiciels seront proposés (deux).

Thème et support retenus : Acquisition, Traitement de l’information, pilotage, motorisation et transmission de puissance d’un panneau d’affichage. Intitulé du sujet développé : Panneau d’affichage Formulation de la problématique : Présenter les similitudes entre cet équipement et une ou plusieurs installation industrielle observée dans le tissu économique voisin. Dans une logique d’analyse concurrentielle, réaliser une présentation comparative de ces produits répondant au même besoin. Nature de la production finale attendue : Recherches, Bilan des études comparatives, Propositions de solution, Synthèse et Réalisation du projet. Éléments du cahier des charges : A partir des produits existants, il est demandé de concevoir un nouveau produit qui répond aux exigences suivantes :

- Augmentation du nombre d’annonceurs (quatre affiches).


- Plus grande flexibilité dans le choix du déroulement de l’affichage (Séquencement variable et temps d’exposition).

- Modification du système de transmission pour réduire les coûts. - Autonomie du système. - Commande à distance et vidéosurveillance.

On se propose de résoudre les problèmes suivants :

- Comment modifier le système support d’affiches pour obtenir quatre images différentes ? - Rechercher un nouveau système de transmission de puissance du moteur vers les supports

d’affiches. - Etudier la possibilité de rendre le système autonome (panneau solaire + batterie) avec un

contrôle de l’état de la batterie pour pouvoir commuter vers le réseau EDF en cas de nécessité. (réaliser la maquette numérique du contrôle batterie sur protéus, établir un schéma électrique le plus complet possible de l’installation).

- Comment piloter à distance le système tout en le visualisant, en utilisant le réseau informatique.

Thème et support retenus : Acquisition, traitement, pilotage, motorisation et transmission de puissance d’un Ouvre Portail Intitulé du sujet développé : Ouvre Portail FAAC Formulation de la problématique : Proposer, décrire et justifier les modifications nécessaires des paramètres et/ou du comportement d’un système pluritechnique existant pour répondre à l’évolution du besoin défini par un cahier des charges.(configuration, commande, programmation, détection,…) Nature de la production finale attendue : Recherches, Bilan, Propositions de solution, Synthèse et Réalisation du projet. Éléments du cahier des charges :

- Les réglages de l’intensité de la force d’ouverture et de fermeture sont indépendants l’un de

l’autre. Ils sont réalisés par l’intermédiaire de soupapes by-pass et peuvent être dangereusement réglés suivant les régions sollicitées par des vents de fortes puissances, ce qui risque d’occasionner des écrasements de personnes ou d’enfants en bas âge. La version de la carte de commande du portail étudié ne prévoit pas de sécurité supplémentaire concernant un éventuel écrasement d’une personne lors d’un mouvement d’ouverture du battant du portail.

On se propose de résoudre les problèmes suivants :

- Comment insérer de nouveaux capteurs permettant d’assurer la sécurité anti-écrasement à l’ouverture et à la fermeture ? (Types de capteurs, implantation, schéma de raccordement,…).

- Comment programmer une nouvelle carte à microcontrôleur en utilisant un langage Assembleur ou C pour prendre en compte la nouvelle sécurité ? (inventaires des entrées et des sorties, schémas de raccordement, algorithme, programme, essais,…)

- Comment concevoir une carte électronique de comptage des véhicules qui permettrait de réaliser des opérations de maintenance par exemple tous les cycles de 1000 ouverture/fermeture avec une réinitialisation de l’opérateur lorsque l’intervention a été effectué. Il faudra afficher pour le nombre de cycle sur afficheurs sept segments (à traiter uniquement avec protéus).

Concevoir une transmission de puissance du moteur vers le vantail par un système qui se substituera à la solution existante du laboratoire. L’objectif est de remplacer l’actionneur actuel par un système enterré. Thème et support retenus : Acquisition, traitement, pilotage, motorisation et transmission de puissance d’une Barrière de parking. Intitulé du sujet développé : Barrière gestion de parking Éléments du cahier des charges :

- Un parking peut recevoir 200 véhicules. Il est ouvert tous les jours de 5 heures 30 mn à 12 heures et de 14 heures à 21 heures 30 mn. Les véhicules qui sont entrés dans le parking pendant les heures d’ouverture doivent pouvoir en ressortir à tout moment (de 00:00 à 23:59). Ce parking est surveillé, les places sont réservées aux clients abonnés et possesseurs d’une clé permettant l’ouverture de la barrière.


- Deux feux indiquent l’état du parking. (Détail dans le dossier) - Deux capteurs « entrée » et « sortie » placés dans le sol (boucle de courant), comptent et

décomptent les véhicules entrants et sortants du parking. (CAPENTREE et CAPSORTIE). - Deux capteurs de fin de course contrôlent la position haute et basse de la barrière. (Fdc BAS et

Fdc HAUT). - Un capteur de sécurité permet de vérifier si le capot supérieur de protection de la barrière est

bien en place. - Une balise clignotante (voyant) informe l’éminence d’un mouvement. (BCM). - Un avertisseur sonore et un voyant rouge placés sur le pupitre de commande permettent de

prévenir et/ou de confirmer à l’opérateur que le système ne peut pas fonctionner suite à un arrêt d’urgence ou de non présence du capot supérieur de sécurité. (l’avertisseur fonctionne uniquement pendant 30 secondes)

- Un bouton poussoir à clé «demande d’entrée» pour les clients abonnés est situé sur le coffret de signalisation à l’entrée du parking. (BPCLE).

- Un pupitre de commande placé dans la salle de contrôle permet au surveillant de commander si nécessaire la Barrière (Voir Dossier).

On se propose de résoudre les problèmes suivants : - Comment insérer un nouveau capteur sur le système existant permettant de détecter le capot de

protection supérieur ? (Types de capteur, implantation, schéma de raccordement, ce capteur ne sera pas nécessairement pris en compte dans le grafcet)

- Comment réaliser l’enchaînement des grafcets hiérarchisés ? (Un grafcet reset horloge, un grafcet de réglage de l’horloge, un grafcet de comptage des voitures, un grafcet d’état des feux, un grafcet d’état du parking, un grafcet de sécurité, un grafcet de mode de marche, un grafcet traitement des entrées et des sorties voitures)

- Comment programmer un automate programmable industriel pour prendre en compte la gestion du parking ? (inventaires des entrées et des sorties, schémas de raccordement grafcet, programme, essais,…). Vous disposez pour les essais d’une partie opérative réalisée par la section de technicien supérieur (M.A.I) du lycée.

Concevoir une transmission de puissance par courroie du moteur vers l’axe de commande de la barrière par un système qui se substituera à la solution existante. Celle-ci utilisant une motorisation comportant une lyre et un galet dont l’inconvénient est de faire passer la puissance par un contact de surface très réduit.

Thème et support retenus : Acquisition, traitement, pilotage, motorisation et transmission de puissance d’une Balise maritime autonome Intitulé du sujet développé : Balise maritime autonome Formulation de la problématique : Proposer, décrire et justifier les modifications nécessaires des paramètres et/ou du comportement d’un système pluritechnique existant pour répondre à l’évolution du besoin défini par un cahier des charges.(configuration, commande, programmation, détection,…) Nature de la production finale attendue : Recherches, Bilan, Propositions de solution, Synthèse et Réalisation du projet Éléments du cahier des charges : PRÉSENTATION DU SYSTÈME La balise maritime est située à l'entrée du port de plaisance de la Grande Motte. Cet édifice est équipé à son sommet d'un système d'éclairage qui sert à guider les bateaux dans la nuit et à faciliter leur accès au port. Le signal lumineux émis par la balise est intermittent et possède un rythme propre qui permet de l'identifier. Le fonctionnement de la balise est automatisé : la lampe s'allume automatiquement à la tombée de la nuit. Pour assurer la continuité du fonctionnement, la balise est équipé d'un changeur automatique de lampe à commutation mécanique qui s'actionne dès que l'ampoule en service est défectueuse (non étudiée). La balise est dotée d'une alimentation électrique autonome assurée par une batterie d'accumulateurs rechargée par un panneau solaire photovoltaïque.

A partir des produits existants, il est demandé de concevoir un nouveau produit qui répond aux exigences suivantes : (Vous prendrez comme support de travail le système qui se trouve dans le laboratoire).

- Commande à distance. - Contrôle de l’état de la batterie.


- Contrôle de la luminosité. - Suivi de trajectoire du soleil en Azimut par le panneau solaire. - Réglage manuel de l’élévation du panneau solaire.

On se propose de résoudre les problèmes suivants : - Etudier le système autonome (panneau solaire + régulateur + batterie) et ajouter un contrôle de

l’état de la batterie pour pouvoir commuter vers le réseau EDF en cas de nécessité. (réaliser la maquette numérique du contrôle batterie sur protéus, établir un schéma électrique le plus complet possible de l’installation).

- Réaliser une carte de commande permettant un suivi de trajectoire du panneau solaire. Cette partie nécessitera le choix de capteurs et une étude de la carte électronique réalisant cette fonction (on réalisera une maquette numérique sur protéus).

- Réaliser une carte de commande permettant l’alimentation automatique de la balise lorsque la luminosité extérieure est insuffisante. (on réalisera une maquette numérique sur protéus).

- Comment piloter et visualiser à distance le système en utilisant le réseau informatique.

THEME N° 1 - Modélisation / Simulation d’une GRUE, support : AUTOMGEN 8 / IRIS 3D Intitulé du sujet développé : Création d'un Modèle IRIS 3D, piloté par AUTOMGEN Formulation de la problématique : Piloter un système virtuel IRIS 3D à l’aide du Logiciel AUTOMGEN 8, en important des assemblages de pièces SOLIDWORKS (maquette simplifiée) et en simulant leur évolution dans l’environnement IRIS 3D Nature de la production finale attendue

Production finale : Projet AUTOMGEN, incluant le système modélisé IRIS 3D piloté par un programme GRAFCET

Eléments du cahier des charges fonctionnel : (communs à tous les projets PPE à GARDANNE)

Dimensions maxi de la maquette réelle (si demandée) en état de fonctionnement : 1mx1mx1m

Coût maxi à charge lycée : 20Euros par PPE, le reste en récupération (bois, carton, plexi, …) + pièces empruntées MECCANO, FISCHER PRICE, etc. …

Maquette virtuelle (SWORKS, AUTOMGEN…) + simulation IRIS3D;

Analyse fonctionnelle ;

Etat de l’art (et techniques dans le domaine étudié)

Vos choix et leurs justifications ;

Evolutions du projet avec sa trace lisible (photos d’avancement, etc. …)

Notice technique (avec schémas, croquis, plans, …) et calculs nécessaires au dimensionnement associés.

Diaporama pour l’exposé + mémoire écrit

Cahier de bord individuel établi à chaque séance (sur feuille type fournie par l’équipe PROF)

THEME N° 3 – Modélisation et calculs plus réalisation d’une maquette de portique porte conteneurs Intitulé du sujet développé : Modélisation et calculs d’un portique porte conteneurs (étude complète avec Bac S –SI 2002) Réalisation d’une maquette de portique porte conteneurs Formulation de la problématique : Montrer le fonctionnement d’un portique porte conteneurs à l’aide d’une maquette simplifiée. Nature de la production finale attendue

Production finale : Maquette de portique porte conteneurs en état de fonctionnement, accompagnée de sa notice de calculs













THEME N° 5 – Programmation d’un microcontrôleur en langage structuré sur robot Hemisson. Intitulé du sujet développé : Programmation d’un robot Hémisson en vue de suivre un labyrinthe + créneau automatique/ Formulation de la problématique : Faire sortir un robot d’un labyrinthe créé avec des rives (systèmes Didastel), dans tous les cas de figure sans toucher les bords. Nature de la production finale attendue

Production finale : Projet en C, incluant un algorithme de niveau 1 et 2. Une ligne de commentaire pour une ligne de code source. Réalisation de fonctions C (fichiers .h) afin d’améliorer la lisibilité du programme, en conformité avec les algorithmes imbriqués.












THEME N° 6 – Programmation d’un microcontrôleur en langage structuré sur robot Hemisson. Intitulé du sujet développé : Programmation d’un robot Hemisson en fonctionnement reconnaissance de forme. Formulation de la problématique : Programmer le robot Hemisson en vue d’effectuer un guidage utilisant une reconnaissance de forme simplifiée avec la camera linéaire. Nature de la production finale attendue

Production finale : Projet en C, incluant un algorithme de niveau 1 et 2. Une ligne de commentaire pour une ligne de code source. Réalisation de fonctions C (fichiers .h) afin d’améliorer la lisibilité du programme, en conformité avec les algorithmes imbriqués.













THEME N° 8 - Modélisation / Simulation sous Matlab / Simulink Intitulé du sujet développé : Modélisation / Simulation d’une séquence d’accéleration d’une voiture électrique sous Matlab / Simulink. Formulation de la problématique : Etudier l’influence des paramètres (masse, Scx…) sur les performances. Nature de la production finale attendue

Production finale : modèle numérique d’un avion paramétrable. Utilisation d’une interface graphique de paramétrage. Exploitation des données de simulation sur courbes.












THEME N° 9 - Modélisation / Simulation sous Matlab / Simulink Intitulé du sujet développé : Modélisation / Simulation d’une fusée lors de la séquence de décollage. Formulation de la problématique : Etudier une phase de décollage d’une fusée : prise en compte de la diminution de la masse (carburant), séparation des étages, vitesse de libération de l’attraction terrestre. Nature de la production finale attendue

Production finale : modèle numérique d’une fusée et paramétrage de la séquence de décollage. Utilisation d’une interface graphique de paramétrage. Exploitation des données de simulation sur courbes.













THEME N° 10 – Architecture Intitulé du sujet développé : Modélisation d’une maison d’habitation sous Architect 3D 2011. Formulation de la problématique : Créer une maison d’habitation avec une SHON de 120 m2 avec 4 chambres sur 2 niveaux. Une estimation des coûts de construction est exigée. Nature de la production finale attendue

Production finale : modèle numérique d’une maison et fichier détaillant les coûts prévisionnels.












Thème et support retenus : Utilisation de l’énergie solaire pour chauffer une plaque de cuisson (avec un fait-tout) avec un suivi automatique du soleil grâce à un système mécanique et une carte électronique. Intitulé du sujet développé : Automatisation du système de suivi du soleil et solution de réflexion des rayons en un point de fusion. Formulation de la problématique : Comment concentrer en un point de fusion les rayons du soleil tout en suivant la course de celui-ci ? Nature de la production finale attendue : Utilisation d’une parabole motorisée et équipée de matière réfléchissante pour répondre à la problématique et permettre la cuisson d’aliments. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Montage d’un vérin électrique pour permettre la rotation de la parabole. Réalisation d’une carte (en wrapping) pour l’automatisation du système de suivi de soleil (capteurs : photo résistances). Création d’un dossier expliquant la conception (solid works, ISIS). Création d’un mode d’emploi pour les futurs utilisateurs.

Thème et support retenus : Gestion de l’énergie électrique et mécanique pour permettre une orientation automatisée d’un caisson de four solaire. Intitulé du sujet développé : Orientation d’un caisson de four solaire pour optimiser la cuisson. Formulation de la problématique : Comment gérer l’orientation du caisson ? Nature de la production finale attendue : Caisson de four solaire automatisé. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Modélisation sous SolidWoks du caisson du four solaire.


Mise en place d’un cahier des charges pour permettre la conception des pièces nécessaires à l’assemblage du caisson et de son support orientable, réalisés par le lycée Adam de Craponne. Simulation sous ISIS du traqueur solaire. Création d’un dossier expliquant son fonctionnement. Création d’un mode d’emploi pour les futurs utilisateurs.

Thème et support retenus : Création d’une monture pour télescope afin de permettre à celui-ci de suivre les étoiles avec le minimum d’intervention humaine. Intitulé du sujet développé : Adaptation d’un bras ERICC en monture pour télescope. Formulation de la problématique : Comment faire une monture pour télescope afin de suivre les étoiles ? Nature de la production finale attendue : Un télescope sur monture motorisée et automatisée. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Adapter le bras ERICC en monture altazimutale pour télescope Adaptation d’un programme en C permettant de suivre les étoiles en compensant la rotation de la terre. Plan de réalisation, de fabrication de certaines pièces. Mode d’emploi pour l’assemblage, la configuration et l’utilisation.

Thème et support retenus : Gestion de l’énergie électrique et mécanique pour permettre un guidage motorisé. Intitulé du sujet développé : Motorisation d’un télescope avec des moteurs pas à pas, commandé par une carte électronique. Formulation de la problématique : Comment motoriser le télescope avec des moteurs pas à pas? Nature de la production finale attendue : Télescope motorisé avec des moteurs pas à pas programmable par le biais d’une carte électronique. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Adapter les moteurs pas à pas sur le télescope. Programmation des moteurs pas à pas par le biais de la carte électronique.

Thème et support retenus : Fabrication d’un support pour panneau photovoltaïque afin de l’orienter automatiquement face au soleil. Intitulé du sujet développé : Panneau photovoltaïque à orientation automatique. Formulation de la problématique : Comment augmenter au maximum le rendement d’un panneau photovoltaïque grâce à une solution d’orientation mécanique automatique ? Nature de la production finale attendue : Conception du support mécaniquement et électroniquement. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Modifications sur support mécanique existant. Adaptation d’une carte de commande afin de l’adapter aux moteurs montés sur le système. Etude de la production électrique du panneau. Etude de l’adaptation d’une batterie pour le stockage de l’électricité produite. Mise en œuvre du système.

Thème et support retenus : Conception d’une machine permettant de fabriquer manuellement des briques en terres crues Intitulé du sujet développé : Presse à brique de terre crue. Formulation de la problématique : Comment réaliser des briques de terre crue répondant aux normes, tout en prenant compte des conditions de travail sur un chantier ? Nature de la production finale attendue : Fabrications de presses à BTC. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Premières conceptions de la presse sur solid works, modifications apportées. Réalisation de ces pièces par des élèves du lycée professionnel. Mesure électronique de la pression. Réalisation d’un dossier d’étude avec une comparaison des différentes solutions techniques.


Thème et support retenus : Presse pour la conception d’une brique en terre crue (BTC) Intitulé du sujet développé : Fabrication d’une presse BTC normalisée. Mesure de la pression nécessaire à la conception de la brique et quantité et types de terres crue nécessaire pour les dimensions demandés pour être conforme au DTU. Formulation de la problématique : Quels paramètres sont à prendre en compte lors de la fabrication d’une brique en terre crue ? Nature de la production finale attendue : Presse brique en terre crue mécanique avec contrôle électronique de pression, dossier de fabrication et manuel d’utilisation. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Dimensions du moule de la presse à adapter à la brique Création d’un dossier expliquant la fabrication de la presse avec les différentes contraintes. Création d’un mode d’emploi pour les futurs utilisateurs.

Thème et support retenus : Robotisation d’un télescope Intitulé du sujet développé : Automatisation d’un télescope azimutal avec moteur à courant continu. Formulation de la problématique : Comment automatiser le télescope pour compenser la rotation de la Terre (suivre un astre) ? Nature de la production finale attendue : Utilisation d’un bras ERICC pour réaliser la monture. Utilisation d’une carte électronique du thème 2010 pour commander les moteurs à courant continu Eléments du cahier des charges fonctionnel : Adapter le bras pour la fixation du télescope. Adaptation d’une carte électronique permettant de suivre un astre (programmation en C) Réalisation de pièces pour l’adaptation Mode d’emploi

Thème et support retenus : Vélo couché à assistance électrique Intitulé du sujet développé : Modification d’un vélo ordinaire en vélo couché Formulation de la problématique : Comment recycler un vélo ordinaire en vélo couché à assistance électrique ? Nature de la production finale attendue : Vélo couché à assistance électrique Eléments du cahier des charges fonctionnel : Garder le plus de pièces du vélo d’origine. Création d’un dossier expliquant la transformation, modélisation sous solidworks et utilisation d’un kit à assistance électrique. Création d’un vélo couché à assistance électrique.

Thème et support retenus : Vélo couché tricycle Intitulé du sujet développé : Fabrication d’un vélo couché tricycle avec assistance électrique Formulation de la problématique : Comment faciliter l’utilisation d’un vélo avec le moindre effort ? Nature de la production finale attendue : Vélo horizontal avec 2 roues à l’avant et 1 à l’arrière comportant une assistance électrique. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Création du manuel de fabrication du vélo Adapter l’assistance électrique au cadre horizontal du vélo Etude du système pour en obtenir le meilleur rendement.

Thème et support retenus : Développement d’un vélo couché à assistance électrique (à deux roues et guidon haut) Intitulé du sujet développé : Vélo couché à assistance électrique Formulation de la problématique :


Comment recycler des vélos classiques en vélos couchés à assistance électrique Nature de la production finale attendue : Dossier de fabrication et réalisation du prototype. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Conception du cadre du vélo à partir de 2 vélos normaux Insertion du kit d’assistance électrique Représentation sous modeleur volumique de la réalisation finale Test électrique sur le prototype

Thème et support retenus : Vélo couché de loisir avec assistance électrique. Intitulé du sujet développé : Recyclage d’un ancien vélo classique pour le transformer en vélo couché en ajoutant une assistance électrique. Formulation de la problématique : Comment combiner la pratique du vélo en loisir tout en détente, dans une position agréable et avec une assistance permettant un effort minimal, pour un plaisir maximal ? Nature de la production finale attendue : Vélo couché stable et fonctionnel doté d’une assistance électrique greffé au cycle de pédalage. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Adapter le vélo classique en vélo couché. Gérer l’assistance électrique dans son fonctionnement. Création d’un dossier expliquant son fonctionnement. Création d’un mode d’emploi pour les futurs utilisateurs.

Thème et support retenus : Télescope, Webcam et astronomie Intitulé du sujet développé : Installation d’une Webcam dans un télescope, qui remplace l’oculaire de ce dernier Formulation de la problématique : Comment adapter une webcam et l’utiliser comme source d’image afin d’observer et d’étudier les activités stellaires Nature de la production finale attendue : Webcam adaptée au télescope dans un boitier, remplaçant l’oculaire, contrôlable a distance par ordinateur. Le télescope est contrôlable par télécommande Eléments du cahier des charges fonctionnel : Modification de la webcam, et création du boitier dans lequel la webcam sera logée Installation du boitier sur le télescope Création d’un mode d’emploi pour l’utilisation de la webcam et du télescope

Thème et support retenus : Gestion d’un kit d’énergie renouvelable pour améliorer les conditions de vie. Intitulé du sujet développé : Utilisation des énergies renouvelables. Formulation de la problématique : Dans quelles conditions utiliser les énergies renouvelables? Nature de la production finale attendue : Plusieurs maquettes didactisées sur le développement durable. Eléments du cahier des charges fonctionnel : Explication du fonctionnement de la pile à combustible, d’une éolienne et des capteurs solaires par des maquettes. Création des pièces et mise en plan sur Solid works.

Thème et support retenus : Dans le cadre de challenges locaux ou nationaux, choisir et agencer des constituants en réponse à un cahier des charges fonctionnel imposé.


Challenge robotique inter établissements. Formulation de la problématique :

Un robot autonome doit être capable de nettoyer une zone délimitée dans le temps le plus court. Les obstacles peuvent être sortis de cette zone dans un ordre quelconque. Le robot ne doit pas mettre de roue à l’extérieur de cette zone.


Nature de la production finale attendue : Afin de pouvoir participer au challenge inter établissements, le groupe d’élèves doit : Définir l’organisation des éléments proposés afin de répondre au cahier des charges, Assembler les différents éléments constituants du robot, Procéder à la programmation.

Eléments du cahier des charges fonctionnel : 1. Définition de l’aire de jeu. L’aire de jeu circulaire noire de rayon 500 mm est délimitée par une bande blanche de largeur égale à 20 mm. Trois cubes de 30 mm d’arête constituent les obstacles. Ils sont toujours disposés de la manière suivante :

d1 = 400 mm = 165°

d2 = 200 mm 2 = 245°

d3 = 300 mm = 285° Le robot est disposé à d4 4 = 45° face à la bande extérieure.

2. Définition du robot. Le robot autonome sera construit à partir de l’assemblage de différents sous ensembles :

Une carte « ROBOT PPE » comportant un PIC16F877, une alimentation régulée, un double driver de moteur à courant continu, les éléments de connectique.

Un ensemble motoréducteur de rapport de réduction ajustable de 1/58 à 1/203.

Une carte de détection infrarouge (détection de ligne).

Deux modules de détection infrarouge (détection d’obstacle).

Deux modules batteries d’alimentations 9V, une utilisée pour l’électronique de commande, l’autre pour la motorisation.

Les dimensions totales ne doivent pas excéder 130mm x 100mm x (pas de limitation en hauteur). 3. Déroulement d’une partie. Le robot et les obstacles sont disposés sur l’aire de jeu comme indiqué précédemment. La partie commence lorsque le robot est mis sous tension, plus aucune intervention n’est autorisée. Afin d’éviter toute contestation, une temporisation de 5s est prévue pendant laquelle le robot reste immobile. La partie est terminée lorsque les trois obstacles sont sortis de l’aire de jeu. Un obstacle est considéré hors de l’aire de jeu lorsqu’il a dépassé la limite extérieure de la bande blanche. Est déclaré vainqueur le robot qui a nettoyé l’aire de jeu dans le temps le plus court.

Présentation générale du PPE : Définition : Il s’agit d’un travail individuel au sein d’une équipe dans un objectif commun défini par un cahier des charges. Le PPE est un travail de conception dans lequel vous devez mettre en application les connaissances de SI acquises depuis la 1ère. Notation : La note finale du PPE est individuelle, elle prend en compte l'implication personnelle durant les séances, la production finale commune, la prestation personnelle écrite et orale. La note du PPE constitue 40% de la note de l’épreuve de TP du bac. Organisation du PPE : Dans chaque classe TS1, TS2, TS3, des équipes seront constituées de 3 ou 4 élèves. La durée est d'environ 30 heures. Vous disposez d’un cahier des charges, d’un calendrier précis et d'une fiche guide afin de vous aider dans le déroulement du PPE. Vous devrez vous répartir les tâches et faire régulièrement un bilan entre vous. Les résultats de vos recherches, expériences, calculs, organigrammes, … doivent être consignés dans un carnet de bord (30 pages environ) au jour le jour. Afin d'établir un bilan général sur l’avancée des travaux, une revue de projet, ~10', est prévue en milieu de PPE en présence des professeurs.

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Sujet du PPE 2011 : Concevoir un robot et participer au tournoi de robotique 2011.

Règlement du tournoi de robotique Article 1 : le tournoi de robotique St Louis est organisé par les professeurs de SI du lycée St Louis sous le nom « ROBOT FIGHTER SAISON 3 ».

Article 2 : seuls pourront participer les robots fabriqués par les élèves de SI préalablement homologués par les professeurs de SI et respectant les contraintes suivantes : Le robot doit être construit à partir des éléments fournis (logiciels et matériels), l’ajout d’éléments extérieurs est autorisé mais l'alimentation, les motoréducteurs et les capteurs doivent être d’origine. L’ajout d’éléments se fera après l’accord des enseignants.

La taille maximale du robot est imposée par un gabarit donné (boîte format ~A4). Article 3 : la zone du tournoi est définie par le plan ci-dessous :

Article 4 : détail du tournoi : - Le tournoi se compose de 4 manches de 3 minutes. - Au départ d'une manche, les robots sont placés comme indiqué. Les robots pairs à droite, impairs à gauche (sur le dessin). Un seul élève est responsable du robot. - Au top départ, les robots auront 3 minutes pour atteindre la ligne opposée. - Si un robot fait demi-tour, l'élève responsable pourra le remettre dans la bonne direction dès que celui-ci aura atteint sa ligne de départ. - Aucun élève ne doit pénétrer dans la zone du tournoi sinon disqualification. - Au bout de 3 minutes la manche est terminée et un comptage des points par robot est effectué. - A chaque manche les robots seront décalés d'une place dans le sens indiqué par les flèches. - Pour tenir compte de l'endurance des robots, les manches seront affectées des coefficients suivants : 1ère manche => 1 pt, 2ème manche => 2 pts, 3ème manche => 3 pts, 4ème manche => 4 pts - L’équipe gagnante sera celle qui aura totalisé le plus de points. - En cas d'égalité, les robots concernés devront à partir de leur position initiale rejoindre l'extrémité opposée le plus rapidement possible.

Article 5 : les professeurs de SI peuvent modifier ce règlement en fonction d’événements intervenant en cours du PPE.

UN DOCUMENT DETAILLE SUR CE PPE EST DISPONIBLE, PRENDRE CONTACT AVEC LE COLLECTEUR OU AVEC LES PROFESSEURS INITIATEURS DE CE PROJET.


Thème et support retenus : Robot HEMISSON + Module Ultrasons Intitulé du sujet développé : Aspirateur électrique automatisée Formulation de la problématique : Aspirer automatiquement le sol d’une pièce en évitant les obstacles. Nature de la production finale attendue :

• Le robot Hemisson équipé du module ultrasons. • Implantation d’un programme en C dans le robot afin de répondre à la problématique et au cahier des charges. • Présentations de différentes trajectoires. Optimisation de cette trajectoire. • Dimensionnement et étude mécanique de l’aspirateur. • Choix et dimensionnement d’un type d’alimentation adaptée.

Eléments du cahier des charges fonctionnel : • Coût de production à la charge du lycée : Selon le projet, sur présentation d’un devis au chef des travaux. • Les schémas, les plans et les simulations seront réalisées à l’aide des logiciels utilisés dans l’année (SOLID & MOTIONWORKS, PROTEUS, AUTOMGEN…) • Présentation orale utilisant un diaporama ; Ce diaporama peut être enrichi de petits films ayant pour but de valider le fonctionnement du système. •Un dossier écrit reprenant la trame du diaporama étoffée par le détail des recherches effectuées, les calculs, la justification des choix réalisés, sera remis à l’examinateur. • Un cahier de bord collectif au groupe sera mis à jour et présenté au professeur à chaque séance de PPE.

Thème et support retenus : Babyfoot. Intitulé du sujet développé : Automatiser un babyfoot. Formulation de la problématique : Automatiser un babyfoot en réalisant le comptage des buts, l’affichage des scores et du nombre de balles restantes, l’introduction des balles de jeux. Nature de la production finale attendue :

• Réalisation du cahier des charges, du FAST.

Modélisation des solutions.

Etude des différentes solutions envisagées pour chaque fonction technique,

Réalisation du babyfoot. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

• Coût de production à la charge du lycée : Selon le projet, sur présentation d’un devis au chef des travaux. • Les schémas, les plans et les simulations seront réalisées à l’aide des logiciels utilisés dans l’année (SOLID & MOTIONWORKS, PROTEUS, AUTOMGEN…) • Présentation orale utilisant un diaporama ; Ce diaporama peut être enrichi de petits films ayant pour but de valider le fonctionnement du système. •Un dossier écrit reprenant la trame du diaporama étoffée par le détail des recherches effectuées, les calculs, la justification des choix réalisés, sera remis à l’examinateur. • Un cahier de bord collectif au groupe sera mis à jour et présenté au professeur à chaque séance de PPE.

Thème et support retenus : Cage de but pour un terrain de football et ballon. Intitulé du sujet développé : Aide à l’arbitrage par le contrôle de franchissement des poteaux par un ballon de football. Formulation de la problématique : Comment détecter le franchissement total des poteaux par un ballon de football afin d’aider à l’arbitrage. Nature de la production finale attendue :

• Règles du jeu, • Etude mécanique du mouvement, • Etude des différentes solutions envisagées pour la détection,


Réalisation des buts et équipement d’un ballon afin de valider la solution retenue.


Thème et support retenus : Voiture thermique radiocommandée BMW de type RALLYE Intitulé du sujet développé : VEHICULE RADIOCOMMANDE HYBRIDE avec commutation automatique entre moteur électrique et moteur thermique en fonction la vitesse. Formulation de la problématique : Comment réduire l’émission de CO2 en agglomération par l’utilisation d’un deuxième moteur de type électrique démarrant automatiquement lorsque la vitesse est inférieure à 50 km/h ? Nature de la production finale attendue :

• Voiture radiocommandée équipée du 2° moteur ; • Implantation d’une carte électronique permettant de commuter automatiquement sur un des deux moteurs selon la vitesse du véhicule. • Dimensionnement, choix et calculs d’autonomie de la batterie ; •Etude du rechargement de la batterie lorsque le moteur thermique fonctionne.


Thème et support retenus : Robot HEMISSON + Module Ultrasons Intitulé du sujet développé : Robot distributeur de boissons dans un lieu public Formulation de la problématique : Dans un aéroport ou une gare, créer un robot qui se déplace automatiquement et réponde à l’appel des voyageurs, leur amène une boisson, l’encaisse. Nature de la production finale attendue :

• Le robot Hemisson équipé du module ultrasons. • Implantation d’un programme en C dans le robot afin de répondre à la problématique et au cahier des charges. • Etude du monnayeur, •Etude du distributeur de boisson, • Dimensionnement et étude mécanique du robot. • Choix et dimensionnement d’un type d’alimentation adaptée.

Eléments du cahier des charges fonctionnel : • Coût de production à la charge du lycée : Selon le projet, sur présentation d’un devis au chef des travaux.


• Les schémas, les plans et les simulations seront réalisées à l’aide des logiciels utilisés dans l’année (SOLID & MOTIONWORKS, PROTEUS, AUTOMGEN…) • Présentation orale utilisant un diaporama ; Ce diaporama peut être enrichi de petits films ayant pour but de valider le fonctionnement du système. •Un dossier écrit reprenant la trame du diaporama étoffée par le détail des recherches effectuées, les calculs, la justification des choix réalisés, sera remis à l’examinateur. • Un cahier de bord collectif au groupe sera mis à jour et présenté au professeur à chaque séance de PPE.

Thème et support retenus : Lecteur de disques vinyles Intitulé du sujet développé : Automatisation du bras de lecture d’un lecteur de vinyles. Formulation de la problématique : Comment rendre automatique le retour du bras de lecture d’un lecteur de vinyles afin de ne pas détériorer le disque. Nature de la production finale attendue :

• Etude de la problématique, • Etude mécanique du bras et du mouvement souhaité, • Etude des différentes solutions envisagées,

Automatisation du bras. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

• Coût de production à la charge du lycée : Selon le projet, sur présentation d’un devis au chef des travaux. • Les schémas, les plans et les simulations seront réalisées à l’aide des logiciels utilisés dans l’année (SOLID & MOTIONWORKS, PROTEUS, AUTOMGEN…) • Présentation orale utilisant un diaporama ; Ce diaporama peut être enrichi de petits films ayant pour but de valider le fonctionnement du système. •Un dossier écrit reprenant la trame du diaporama étoffée par le détail des recherches effectuées, les calculs, la justification des choix réalisés, sera remis à l’examinateur. • Un cahier de bord collectif au groupe sera mis à jour et présenté au professeur à chaque séance de PPE.

Thème et support retenus : Voilier. Intitulé du sujet développé : Optimiser la remontée au vent d’un voilier. Formulation de la problématique : Comment remonter le vent à l’aide d’un voilier, lorsque le vent est de face. Nature de la production finale attendue :

• Etude mécanique du voilier et problématique liée à la remontée au vent. • Etude des différentes solutions envisagées. • Dimensionnement et choix de la solution retenue ;

Maquette permettant de valider la solution retenue. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

• Coût de production à la charge du lycée : Selon le projet, sur présentation d’un devis au chef des travaux. • Les schémas, les plans et les simulations seront réalisées à l’aide des logiciels utilisés dans l’année (SOLID & MOTIONWORKS, PROTEUS, AUTOMGEN…) • Présentation orale utilisant un diaporama ; Ce diaporama peut être enrichi de petits films ayant pour but de valider le fonctionnement du système. •Un dossier écrit reprenant la trame du diaporama étoffée par le détail des recherches effectuées, les calculs, la justification des choix réalisés, seront remis à l’examinateur. • Un cahier de bord collectif au groupe sera mis à jour et présenté au professeur à chaque séance de PPE.


Intitulé du sujet développé : Voiture 100% solaire. Formulation de la problématique : Une voiture 100% solaire peut-elle rivaliser avec la voiture électrique voire la remplacer ? Nature de la production finale attendue :

Choix d’une voiture électrique

• Etude énergétique de la consommation électrique de ce véhicule électrique ; • Etude de l’énergie fournie par différentes technologies de panneaux et choix de panneaux en

fonction du rendement et de la surface disponible sur la voiture.

Dimensionnement et implantation des panneaux solaires et de la batterie

Etude de l’impact environnemental de la voiture électrique et de la voiture solaire.

Etude comparative des deux solutions.


Thème et support retenus : La WII, la PS Move Intitulé du sujet développé : Restituer un mouvement humain sur un écran Formulation de la problématique : Comment retranscrire un mouvement humain sur un écran TV ou un écran de cinéma. Nature de la production finale attendue :

• Etude des éléments permettant l’acquisition des mouvements sur différents systèmes, • Etude des éléments ou moyens de transmission de ce signal, • Etude du traitement du signal.


FICHE SYNOPSIS D'UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE)

Thèmes et support retenus : I10 : Systèmes numériques : implantation d'un algorithme en langage littéral structuré I9 : Systèmes logiques séquentiels : GRAFCET I5 : La commande de la chaîne d'énergie Support : Dancing Machine (Art numérique et cinématique)



Programmation d’une Dancing Machine Formulation de la problématique :

Programmer un automate et / ou un PIC afin d’animer les différentes parties d’une Dancing Machine en fonction d’une musique. Nature de la production finale attendue :

Une Dancing Machine. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

Le dossier technique de l’Automate Twido et de la platine de programmation de PIC (nombre des entrées et sorties)

La musique

FICHE SYNOPSIS D'UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) Thèmes et support retenus :

E4 : Architecture, puissance et rendement d'une chaîne d'énergie Support : Dancing Machine (Art numérique et cinématique)


Animation d’une tour d’ordinateur Formulation de la problématique :

Animer les différentes parties d’une tour d’ordinateur en fonction d’une musique. Nature de la production finale attendue : Une Dancing Machine. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

Le dossier technique de l’Automate Twido et de la platine de programmation de PIC (nombre des entrées et sorties, niveau de tension)

La musique

FICHE SYNOPSIS D'UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE)

Thèmes et support retenus :

E4 : Architecture, puissance et rendement d'une chaîne d'énergie

Support : Dancing Machine (Art numérique et cinématique)


Animation d’un écran d’une imprimante et d’une souris Formulation de la problématique :

Animer les différentes parties d’un écran d’une imprimante et d’une souris en fonction d’une musique. Nature de la production finale attendue :

Une Dancing Machine. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

Le dossier technique de l’Automate Twido et de la platine de programmation de PIC (nombre des entrées et sorties, niveau de tension)

La musique


Thèmes et support retenus : I10 : Systèmes numériques : implantation d'un algorithme en langage littéral structuré E1 : Structure et fonctionnement d’un moteur à courant continu E12 : Etude de la fonction transformation de mouvement

Support : Robot ramasseur de Playmobil Intitulé du sujet développé : Ramassage de Playmobil Formulation de la problématique : Proposer un programme permettant de détecter puis de ramasser des Playmobil. Nature de la production finale attendue : Un programme réalisant le comportement défini, une maquette opérationnelle. Eléments du cahier des charges fonctionnel Performances attendues données (autonomie du robot, amélioration du déplacement). Faire l’adaptation de la maquette à la commande par microcontrôleur.

FICHE SYNOPSIS D'UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) Thèmes et support retenus : E4 : Architecture, puissance et rendement d'une chaîne d'énergie I5 : La commande de la chaîne d’énergie I12 : La communication de l’information Support : Pont levant Intitulé du sujet développé : Supervision du pont levant Formulation de la problématique : Pouvoir gérer à distance un pont levant. Nature de la production finale attendue :

Réalisation de la supervision du pont levant. Evolution de la maquette réalisée en TPE.

Eléments du cahier des charges fonctionnel : Performances attendues données (amélioration de la commande du pont). Utilisation de l’automate Twido et du module de communication AK10.

FICHE SYNOPSIS D'UN PROJET PLURITECHNIQUE ENCADRE (PPE) Thèmes et support retenus : E12 : Etude de la fonction transformation de mouvement. I 3 : Transformation d’une grandeur physique à mesurer I 5 : La commande de la chaîne d’énergie Support : Panneaux solaires Intitulé du sujet développé : Optimisation des performances des panneaux par suiveur de trajectoire. Formulation de la problématique : Orienter de manière permanente les panneaux face au soleil Nature de la production finale attendue : Proposition de solutions pour la détection et le suivi du mouvement du soleil, la commande et l’obtention du mouvement. Maquette comportant les capteurs et la commande du mouvement. Eléments du cahier des charges fonctionnel :

Performances attendues données (Autonomie, précision de l’orientation).


Thème et support retenus : Rechercher, proposer et discuter des alternatives de solutions pour réaliser une fonction technique donnée définie par son cahier des charges / assurage automatique.

Intitulé du sujet développé : ppe1 : assurage automatique sur SAE Formulation de la problématique :

Concevoir et produire un système permettant d'assurer une personne pratiquant l'escalade sur une structure artificielle, automatiquement, sans assistance humaine.

Nature de la production finale attendue : Maquettes virtuelles et maquette réelle éventuellement Dossier numérique du projet Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Système permettant de retenir la personne en phase de chute Système interdisant le treuillage de la personne Système permettant de descendre la personne de façon contrôlée à la demande Fonctionnement autonome (sans assistance humaine)

Thème et support retenus : Dans le cadre d'une analyse de la valeur d'un produit existant, proposer une solution permettant de tester certaines de ses caractéristiques en référence à un cahier des charges donné / capteur à ultrasons.

Intitulé du sujet développé : ppe2 : banc d'essai pour capteur à ultrasons Formulation de la problématique :

Afin de mettre en évidence le principe de la mesure de distance par ultrasons, on propose de réaliser le banc d'essai correspondant.

Nature de la production finale attendue : Banc d'essai opérationnel Dossier numérique du projet Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Affichage de la distance réelle Affichage des signaux émis et reçus par le capteur Traitement du signal Affichage de la valeur mesurée

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / chaîne de conditionnement.

Intitulé du sujet développé : ppe3 : chaîne de conditionnement automatique de poivrons Formulation de la problématique :

Réaliser une chaîne de conditionnement automatique de poivrons : filet comprenant 2 poivrons verts et 1 poivron jaune.

Nature de la production finale attendue : Analyse fonctionnelle (chaîne d'information et chaîne d'énergie).

Produire une maquette virtuelle sous "Automsim" comprenant les grafcets gérant le fonctionnement du dispositif de conditionnement (fonctionnement, arrêt d’urgence et conduite), et le schéma de câblage des fonctions "distribuer" et "convertir" agissant sur le mécanisme. Si possible, produire sous "Iris" une maquette du mécanisme tapis roulant + actionneurs. Banc d’essai capteur de couleur pour trier les poivrons verts ou jaunes.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Fonction "acquérir" : capteur permettant la détection de la couleur du poivron Fonction "traiter" : API TSX 47 Fonction "convertir" : vérin / moteur

Fonction "transmettre" : tapis roulant et aiguillage


Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / véhicule motorisé.

Intitulé du sujet développé : ppe4 : kit alarme / sommeil Formulation de la problématique :

Concevoir et produire un kit (sous forme d'oreillette) capable de détecter un mouvement de tête lié à l'endormissement d'une personne au volant de son véhicule et réagissant alors sous forme d'un signal d'alarme sonore.

Nature de la production finale attendue : Modèle volumique de la solution envisagée Réalisation d'un prototype en état de fonctionnement Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Solution simple de volume réduit, d'accroche en forme d'oreillette Alimentation électrique par branchement sur l'allume-cigare souhaité Paramètres fonctionnels à définir : angle seuil d'inclinaison de la tête et volume sonore limite

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / lampe de bureau.

Intitulé du sujet développé : ppe5 : lampe de bureau Formulation de la problématique :

Concevoir et produire une lampe de bureau permettant de délivrer une intensité lumineuse variable en fonction de la demande de l’utilisateur (faible, moyenne ou forte) et de la lumière naturelle ambiante.

Nature de la production finale attendue : Banc d’essai ou simulation des différentes fonctions de la lampe et si possible maquette réelle de la lampe.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Fonction "alimenter" : accumulateur 9V= Fonction "convertir" : leds Fonction "acquérir" : bouton poussoir pour la demande de l’utilisateur et capteur de lumière pour détecter la lumière ambiante Fonction "traiter" : PIC 16F877

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / panneaux solaires.

Intitulé du sujet développé : ppe6 : orientation optimale automatique d'un panneau solaire Formulation de la problématique :

Afin de positionner le panneau solaire en direction du rayonnement solaire maximum, concevoir un capteur et le traitement de son signal.

Nature de la production finale attendue : Banc d’essai capteur Traitement du signal avec la carte PIC CREA Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Panneau solaire Carte CREA

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / disjoncteur de réseau électrique.

Intitulé du sujet développé : ppe7 : réarmement automatique de disjoncteur


Formulation de la problématique : Concevoir et produire un automatisme permettant de réarmer automatiquement un disjoncteur après déclenchement intempestif.

Nature de la production finale attendue : Maquette réelle opérationnelle Dossier numérique du projet Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Détection de la disjonction Tentatives de réarmement limitées à 3 manœuvres

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / robot suiveur de lumière.

Intitulé du sujet développé : ppe8 : Robot suiveur de lumière

Formulation de la problématique : A partir d’une structure mécanique fournie et d’une carte électronique programmable, concevoir et produire un robot capable de suivre une source lumineuse.

Nature de la production finale attendue : Maquette du robot suiveur de lumière Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Structure mécanique fournie : 2 moteurs à CC 12V, 2 réducteurs à engrenages et 2 roues Carte électronique programmable : CREA PIC 16F877 Capteur de lumière

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / panneau Trivision.

Intitulé du sujet développé : ppe9 : Trivision solaire Formulation de la problématique :

Rendre le système Trivision autonome pour ce qui est de son alimentation électrique (énergie solaire). Remplacer le constituant de la fonction "traiter" (API TSX nano remplacé par la carte CREA PIC 16F877).

Nature de la production finale attendue : Analyse fonctionnelle (chaîne d'information et chaîne d'énergie)

Banc d’essai de la fonction "alimenter" : panneau solaire, accumulateur et onduleur Programmation du fonctionnement sur carte PIC CREA (capteurs et actionneurs du système "Trivision" simulés par boutons poussoirs et voyants)

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Fonction "traiter" : carte PIC CREA Fonction "alimenter" : cellules photovoltaïques, accumulateur et onduleur

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / vélo de route.

Intitulé du sujet développé : ppe10 : vélo à assistance électrique Formulation de la problématique :

Concevoir et produire une adaptation destinée aux vélos de route permettant, d'une part, la charge ou l'entretien d'une batterie d'accumulateurs lors de déplacements sur piste horizontale ou descendante, d'autre part, une assistance motorisée en phase ascensionnelle.


Nature de la production finale attendue : Maquette réelle fonctionnelle (néanmoins, l'intégration sur le vélo n'est pas demandée) Dossier numérique du projet Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Sélection manuelle de la configuration (charge ou assistance) Option assistance automatique à partir d'une certaine raideur de pente Surcharge du vélo non prise en compte

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / sismographe.

Intitulé du sujet développé : ppe11 : Sismographe

Formulation de la problématique : Concevoir et produire la maquette d’un sismographe.

Nature de la production finale attendue : Maquette du sismographe, Dossier numérique du projet, Diaporama pour présentation orale du PPE.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Maquette composée d’une table vibrante 3 axes, 3 Capteurs piézo-électriques relié à la carte son d’un ordinateur pour visualiser l’intensité des secousses.

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / station météorologique.

Intitulé du sujet développé : ppe10 : Pluviomètre

Formulation de la problématique : Concevoir et produire un pluviomètre à augets basculeurs.

Nature de la production finale attendue : Pluviomètre à augets basculeurs, Traitement de l’information par comptage (carte de développement micro processeur PIC ou simulation sur ISIS), Dossier numérique du projet, Diaporama pour présentation orale du PPE.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Pluviomètre permettant d’afficher (en litre par mètre carré) la quantité de précipitation (pluie) pendant 24 heures.

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / poignée auto-bloquante de type "Jumar".

Intitulé du sujet développé : ppe9 : monte-charge Formulation de la problématique :

Concevoir et produire un système permettant de monter une charge de façon autonome le long d'une corde fixe (dans le cadre d'activités sportives de type escalade ou spéléologie par exemple).

Nature de la production finale attendue : Maquettes virtuelles, Dossier numérique du projet.


Éléments du cahier des charges fonctionnel : Remontée sur corde fixe statique (non élastique) de diamètre x, Charge maximale de 80 kg envisagée, Utilisation du principe auto-bloquant de type "Jumar", Motorisation électrique autonome (alimentation par batterie d'accumulateurs envisagée),

Fonctionnement automatique.

Thème et support retenus : Rechercher, proposer et discuter des alternatives de solutions pour réaliser une fonction technique donnée définie par son cahier des charges / attacheur de lien.

Intitulé du sujet développé : ppe8 : couple-mètre pour attacheur de lien Formulation de la problématique :

Concevoir et produire un système permettant de mesurer le couple moteur nécessaire à la réalisation de certaines tâches (manœuvre-crochet, coupe lien, … ) sur l'attacheur de lien AP25 existant.

Nature de la production finale attendue :

l'attacheur de lien éventuellement, Dossier numérique du projet. Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Mesure mécanique du couple, Mesure tenant compte des frottements internes au produit, Affichage de la valeur du couple mesuré, Appareil de mesure peu encombrant si possible !

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / Robot Hémisson.

Intitulé du sujet développé : ppe7 : Contrôle vitesse Robot Hémisson

Formulation de la problématique : Concevoir et produire le programme permettant de contrôler la vitesse du Robot Hémisson suivant la couleur sombre/clair du sol.

Nature de la production finale attendue : Vidéo du Robot Hémisson, Dossier numérique du projet, Diaporama pour présentation orale du PPE.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Programmation langage C ou "Flowcode", Sol clair vitesse rapide, Sol foncé vitesse lente.

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / cafetière de type expresso.

Intitulé du sujet développé : ppe6 : cafetière mobile Formulation de la problématique :

Concevoir et produire un système permettant de produire de façon autonome une à deux tasses de café à partir d'un volume d'eau chaude donné et d'une dose de café moulu.

Nature de la production finale attendue : Maquette réelle fonctionnelle pour l'affichage didactique du produit,

Maquettes virtuelles pour la version "compact" transportable du produit, Dossier numérique du projet.


Éléments du cahier des charges fonctionnel : Principe "expresso" d'élaboration du café, Eau chaude non élaborée par le produit, Café moulu non fourni par le produit, Autonomie en matière d'énergie (pression nécessaire à l'élaboration du café fournie sous forme musculaire), Produit compact souhaité.

Thème et support retenus : Dans le cadre d'une analyse de la valeur d'un produit existant, proposer une solution permettant de tester certaines de ses caractéristiques en référence à un cahier des charges donné / fauteuil de salon.

Intitulé du sujet développé : ppe5 : banc d'épreuve de fauteuil Formulation de la problématique :

Afin de tester la longévité d'un fauteuil de salon, on propose de réaliser partiellement l'automatisme du banc d'épreuve.

Nature de la production finale attendue : Maquette virtuelle de l'automatisme, Maquette virtuelle (sous "Solidworks") assurant la fonction transmettre ( mécanisme de test ), Dossier numérique du projet. Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Test de l'assise et du dossier de fauteuil sous forme de coups donnés à intervalles réguliers, Chaîne cinématique permettant à partir d'un seul actionneur (électrique de préférence) de provoquer les impacts dans les 2 zones spécifiées, Comptage du nombre de cycles effectués et arrêt automatique.

Thème et support retenus : Sur un système réel ( produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle ) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / Venturicc.

Intitulé du sujet développé : ppe4 : automatisation Venturicc

Formulation de la problématique : Automatiser Venturicc.


Automatisation de Venturicc + Simulation sur automsim, Dossier numérique du projet, Diaporama pour présentation orale du PPE.

Éléments du cahier des charges fonctionnel : API TSX nano, Programmation avec AutomV8, Connectique par fiches bananes de sécurité entre le boitier API TSX nano et Venturicc.

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production ), proposer ( en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / Pelericc.

Intitulé du sujet développé : ppe3 : automatisation Pelericc

Formulation de la problématique : Automatiser Pelericc.

Nature de la production finale attendue : Automatisation de Pelericc + Simulation sur automsim, Dossier numérique du projet, Diaporama pour présentation orale du PPE.


Éléments du cahier des charges fonctionnel : API TSX nano, Programmation avec AutomV8,

Connectique par fiches bananes de sécurité entre le boitier API TSX nano et Pelericc.

Thème et support retenus : Sur un système réel (produit grand public, système de production), proposer (en intervenant sur le produit ou par la représentation virtuelle) une adaptation du système en réponse à une évolution modeste du besoin / attacheur de lien.

Intitulé du sujet développé : ppe2 : attacheur de lien AP40 Formulation de la problématique :

Concevoir, produire et adapter sur l'attacheur de lien existant de quoi augmenter sa capacité d'attache (diamètre du tuteur).

Nature de la production finale attendue : Maquettes virtuelles, Dossier numérique du projet. Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Diamètre du tuteur ≤ 40 mm,

Thème et support retenus : Rechercher, proposer et discuter des alternatives de solutions pour réaliser une fonction technique donnée définie par son cahier des charges / assurage automatique.

Intitulé du sujet développé : ppe1 : assurage automatique sur SAE Formulation de la problématique :

Concevoir et produire un système permettant d'assurer une personne pratiquant l'escalade sur une structure artificielle, automatiquement, sans assistance humaine.

Nature de la production finale attendue : Maquettes virtuelles et maquette réelle éventuellement, Dossier numérique du projet. Éléments du cahier des charges fonctionnel :

Système permettant de retenir la personne en phase de chute, Système interdisant le treuillage de la personne, Système permettant de descendre la personne de façon contrôlée à la demande, Fonctionnement autonome (sans assistance humain).

1- Présentation Dans le cadre du projet pluridisciplinaire encadré, nous avons l’ambition de réaliser un robot d’exploration. Ce robot devra être capable de se déplacer en terrain accidenté. Il sera équipé d’un système de préhension lui permettant de récupérer des échantillons et de les stocker. Un système de visualisation analysera la topographie. Un module autonome explorera les zones difficilement accessibles. Dans le but de créer une émulation, deux robots seront élaborés. A la fin du projet, une zone de test permettra de mettre en valeur les solutions techniques les plus judicieuses. Chaque groupe d’élèves prendra en charge une des parties du système. Les élèves seront ainsi amenés à communiquer au sein d’un groupe plus important. Dans un premier temps, la coordination entre les groupes sera assurée par le professeur. Ensuite il laissera aux élèves le soin d’assumer cette tâche. 2- Le robot Le robot sera composé des parties suivantes :

réhension


3- La zone de test La zone de test sera spécialement conçue afin de tester les robots et valider les solutions retenues par les élèves.

FICHE SYNOPSIS 1 SUJET : CREER UN SYSTEME DE DEPLACEMENT NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:

MATERIEL ET DONNEES DISPONIBLES :

: SolidWorks

FICHE SYNOPSIS 2 SUJET : CREER UN SYSTEME DE PREHENSION PILOTABLE NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:

les performances MATERIEL ET DONNEES DISPONIBLES :

FICHE SYNOPSIS 3 SUJET : REALISER UN SYSTEME DE VISIONNAGE NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:



FICHE SYNOPSIS 4 SUJET : REALISER UN MODULE AUTONOME CAPABLE DE SUIVRE UN TRAJET DETERMINE NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:


DUAL POB + RISBEE

FICHE SYNOPSIS 5 SUJET : REALISER L’ALIMENTATION ET LA COMMANDE DU ROBOT NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:


FICHE SYNOPSIS 6 SUJET : CREER UN SYSTEME DE DEPLACEMENT NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:


FICHE SYNOPSIS 7 SUJET : CREER UN SYSTEME DE PREHENSION PILOTABLE NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:



FICHE SYNOPSIS 8 SUJET : PILOTER UN SYSTEME DE VISIONNAGE NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:


FICHE SYNOPSIS 9 SUJET : REALISER UN MODULE AUTONOME CAPABLE DE SUIVRE UN TRAJET DETERMINE NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:


FICHE SYNOPSIS 10 SUJET : NATURE DE LA PRODUCTION FINALE ATTENDUE : prototype + page web ELEMENTS DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL:



Thème et supports retenus : Intitulé du sujet développé : Certaines montres automatiques peuvent être remontées en dehors du poignet grâce à des systèmes autonomes, leur fonctionnement simple doit permettre à des élèves de terminale de proposer des solutions visant à atténuer le bruit de fonctionnement et son autonomie énergétique. Formulation de la problématique : Limiter le bruit de fonctionnement du remontoir à 40 dB. Nature de la production finale attendue : 1° Analyse fonctionnelle Cahier des charges et présentation adaptée (chaîne d’énergie et chaîne d’information). 2° En Génie Mécanique et/ou Génie Electrique : Etude mécanique : transmission, assemblage, guidage, jeux, Modélisation 3D sous SolidWorks et Cosmos. Etude de la commande de la conversion d’énergie, pilotage du ou des moteurs électriques, détection. L’utilisation de Protéus se justifie pour le traitement de fonctions simples. Mise en place d’une chaîne fonctionnelle sous forme de maquette réelle. 3° La rédaction d’un compte rendu par groupe et d’une fiche individuelle selon le BO n°41 du 10 nov. 2005. Eléments du cahier des charges : Les fonctions étudiées seront essentiellement : les guidages, l’absorption des vibrations, les efforts et les caractéristiques du ou des moteurs, caractéristiques de commande des moteurs. A disposition les logiciels suivants, SolidWorks, Cosmos, Protéus, Automgem. La réalisation sera fonction des disponibilités financières du lycée allouées aux PPE. Les achats seront envisageables si un chiffrage précis des besoins a été fait au préalable.

Thème et supports retenus : La poubelle basket « trash Can » Intitulé du sujet développé : Pour les personnes à mobilité réduite, l’utilisation d’une simple poubelle peut être difficile. La détection de la proximité de l’utilisateur déclenche des opérations d’ouverture puis de fermeture du couvercle en toute sécurité. Formulation de la problématique : Optimiser les fonctions d’usage d’une poubelle pour faciliter son utilisation par des personnes à mobilité réduite. Nature de la production finale attendue : 1° Analyse fonctionnelle Cahier des charges et présentation adaptée (chaîne d’énergie et chaîne d’information). 2° En Génie Mécanique et/ou Génie Electrique : Etude mécanique : transmission, assemblage, guidage, jeux, Modélisation 3D sous SolidWorks et Cosmos. Etude de la commande de la conversion d’énergie, pilotage du ou des moteurs électriques, détection. L’utilisation de Protéus se justifie pour le traitement de fonctions simples. Mise en place d’une chaîne fonctionnelle sous forme de maquette réelle ou virtuelle. 3° La rédaction d’un compte rendu par groupe et d’une fiche individuelle selon le BO n°41 du 10 nov. 2005. Eléments du cahier des charges : Les fonctions étudiées seront essentiellement : les guidages, les efforts et les caractéristiques du ou des moteurs, caractéristiques de commande des moteurs, précision, exploitation de l’interface homme machine (explications, nature des informations. A disposition les logiciels suivants, SolidWorks, Cosmos, Protéus, Automgem.


L’adaptation de tout ou partie de la poubelle sera fonction des disponibilités financières du lycée allouées aux PPE. Les achats seront envisageables si un chiffrage précis des besoins a été fait au préalable.

Thème et supports retenus : Pergola bioclimatique – type biossun Intitulé du sujet développé : Dans le commerce cette pergola existe en fonctionnement manuel seul, le sujet s’intéresse à la possibilité de rendre autonome cette pergola par l’ajout de capteurs et leur gestion et la mise en place de panneaux solaires pour son autonomie énergétique. Formulation de la problématique : Comment optimiser une pergola commandée manuellement. Nature de la production finale attendue : 1° Analyse fonctionnelle Cahier des charges et présentation adaptée (chaîne d’énergie et chaîne d’information). 2° En Génie Mécanique et/ou Génie Electrique : Etude mécanique : transmission, assemblage, guidage, jeux, Modélisation 3D sous SolidWorks et Cosmos. Etude de la commande de la conversion d’énergie, pilotage du ou des moteurs électriques, détection des déplacements angulaires. L’utilisation de Protéus se justifie pour le traitement de fonctions simples. Mise en place d’une chaîne fonctionnelle sous forme de maquette réelle et/ou virtuelle. 3° La rédaction d’un compte rendu par groupe et d’une fiche individuelle selon le BO n°41 du 10 nov. 2005. Eléments du cahier des charges : Les fonctions étudiées seront essentiellement : les guidages, les efforts et les caractéristiques du ou des moteurs, caractéristiques de commande des moteurs, précision, exploitation de l’interface homme machine (explications, nature des informations, rôle des microprocesseurs si présents). A disposition les logiciels suivants, SolidWorks, Cosmos, Protéus, Automgem, C++, Flowcode. La réalisation de tout ou partie de cette pergola sera fonction des disponibilités financières du lycée allouées aux PPE. Les achats seront envisageables si un chiffrage précis des besoins a été fait au préalable.

Thème et support retenu : Trottoir roulant Intitulé du sujet développé : Dans les cités ou pôles de transit, l’optimisation du déplacement des flux de population s’effectue en partie par la conception de tapis roulant. Les innovations technologiques actuelles ont contribué à l’amélioration des tapis roulants. Leur étude met en évidence des fonctions auxquelles des élèves de terminales peuvent apporter des améliorations simples et modifications. Economie d’énergie, sécurité des personnes et des biens sont des points d’étude envisageables. Formulation de la problématique : Optimiser le fonctionnement d’un point de vue économie d’énergie, rationnaliser le fonctionnement (durée de fonctionnement, priorité dans le sens de marche). Nature de la production finale attendue : 1° Analyse fonctionnelle Cahier des charges et présentation adaptée (chaîne d’énergie et chaîne d’information). 2° En Génie Mécanique et/ou Génie Electrique : Etude mécanique : transmission, assemblage, guidage, jeux, Modélisation 3D sous SolidWorks et Cosmos. Etude de la commande de la conversion d’énergie, pilotage du ou des moteurs électriques, fonction détection. L’utilisation de Protéus se justifie pour le traitement de fonctions simples. Mise en place d’une chaîne fonctionnelle sous forme de maquette réelle et/ou virtuelle.


3° La rédaction d’un compte rendu par groupe et d’une fiche individuelle selon le BO n°41 du 10 nov. 2005. Eléments du cahier des charges : Les fonctions étudiées seront essentiellement : les guidages, les efforts et les caractéristiques du ou des moteurs, caractéristiques de commande des moteurs, exploitation de l’interface homme machine (explications, nature des informations). A disposition les logiciels suivants, SolidWorks, Cosmos, Protéus, Automgem. La réalisation de tout ou partie sera fonction des disponibilités financières du lycée allouées aux PPE. Les achats seront envisageables si un chiffrage précis des besoins a été fait au préalable.

Thème et supports retenus : Positionneur spatial de Visio projecteur Intitulé du sujet développé : Les salles de classe du Lycée Pierre Gilles de Gennes sont progressivement équipées de Visio projecteur. Chaque salle dispose également d’écran en toile blanche. Pour augmenter l’interactivité du Visio projecteur, il est intéressant de projeter l’image sur un tableau blanc afin de commenter et dessiner directement sur les images projetées lors d’une correction d’exercices par exemple, il y a possibilité de réaliser ainsi un TBI. Formulation de la problématique : Positionner l’image d’un Visio projecteur sur des surfaces différentes sans altération notable de l’image par une commande simple de type joystick, clavier ordinateur par exemple. Nature de la production finale attendue : 1° Analyse fonctionnelle Cahier des charges et présentation adaptée (chaîne d’énergie et chaîne d’information). 2° En Génie Mécanique et/ou Génie Electrique : Etude mécanique : modélisation de l’existant, solutions mécaniques simples 3D, la réduction des jeux, la vitesse de déplacement, la recherche d’une solution compacte, sous SolidWorks et Cosmos. Etude de la commande de la conversion d’énergie, pilotage du ou des moteurs électriques, détection des déplacements angulaires. L’utilisation de Protéus se justifie pour le traitement de fonctions simples. Mise en place d’une chaîne fonctionnelle sous forme de maquette réelle. 3° La rédaction d’un compte rendu par groupe et d’une fiche individuelle selon le BO n°41 du 10 nov. 2005. Eléments du cahier des charges : Les fonctions étudiées seront essentiellement : les guidages, l’absorption des vibrations, les efforts et les caractéristiques du ou des moteurs, caractéristiques de commande des moteurs, précision, exploitation de l’interface homme machine (explications, nature des informations,). A disposition les logiciels suivants, SolidWorks, Cosmos, Protéus, Automgem, C++, flowcode. La réalisation de tout ou partie du positionneur sera fonction des disponibilités financières du lycée allouées aux PPE. Les achats seront envisageables si un chiffrage précis des besoins a été fait au préalable.



Horloge comtoise du Lycée


Recherche de l’influence de la valeur du poids sur la dérive de l’horloge.

Formulation de la problématique :

Afin d’améliorer la durée de vie de l’horloge comtoise, on souhaite rechercher la valeur minimale

du poids. Pour cela on se propose de créer un dispositif permettant de mesurer la dérive des

oscillations sur un nombre de cycles suffisant en faisant varier le paramètre poids.


Choix des capteurs nécessaires et programme de comptage ou de mesure de temps.

Description des dispositifs de mesures expérimentaux.


Le dispositif de mesure ne doit pas influer sur le fonctionnement de l’horloge, il s’appuiera sur

une carte de développement CREA associée au logiciel Flowcode V4 et/ou un automate Zélio 2.


Boîte aux lettres


Détection et signalisation à distance de la présence de courrier dans une boîte à lettres.

Formulation de la problématiques

On souhaite améliorer une boîte à lettre (PPE 2008) qui signalait localement la présence de

courrier, afin qu’elle puisse donner cette information à distance.


Prototype de la boîte associé à son dispositif de signalisation.


Utilisation de la boîte modifiée en 2008.

Distance de signalisation < 100 m.

Thème et support retenus : Robot K-Junior. Intitulé du sujet développé :

Réalisation automatique d’un créneau. Formulation de la problématique :

Concevoir un programme qui permette au robot de pouvoir faire un créneau. Nature de la production finale attendue :

Description sous forme d’organigramme du ou des programme(s). Programme de gestion du robot en langage C

Éléments du cahier des charges fonctionnel : Le robot, doit disposer au minimum d’un espace de 20cm pour réaliser son créneau. Thème et support retenus : Barrière Sympact Intitulé du sujet développé :

Modification de la barrière pour sa mise en place dans un parking souterrain. Formulation de la problématique :

Comment modifier la cinématique de la lisse de la barrière pour permettre son fonctionnement dans un parking souterrain ayant une faible hauteur de plafond ? La modification retenue entraîne t’elle une différence de consommation d’énergie ?



Schémas cinématiques et technologiques des modifications proposées. Modèle 3D de la solution retenue. Simulation Cosmos pour la consommation d’énergie et la vérification du dimensionnement de certains éléments.


Utilisation de la barrière Sympact du laboratoire de SI.


Fil neige


L’utilisateur du fil neige, compétiteur de freestyle, souhaite pouvoir s’entraîner sans les

contraintes liées aux remontées mécaniques traditionnelles (coût, temps perdu dans les files

d’attentes ...). Pour cela on souhaite réaliser un dispositif « portable » lui permettant de remonter

une pente à ski.


Notice de calculs, schémas, maquette virtuelle sous Solidworks.


Longueur de la remontée : ≤ 100 m.

Pente ≤10°.

Poids du skieur ≤ 100 Kg.

Vitesse moyenne de l’ordre de 1m/s.


Cheminée.


Alimentation automatique d’un feu de cheminée.


On souhaite alimenter en briquettes, de manière automatique, un feu de cheminée.


Maquette de la solution retenue


Les briquettes ont un diamètre de 50 mm et une longueur variable de 30 à 50 mm



Pan d’escalade


Motorisation de l’inclinaison du pan d’escalade.


Pour éviter une manœuvre manuelle longue et fastidieuse, en particulier pour plaquer le pan

contre le mur à la fin de l’entraînement, on souhaite le motoriser.


Notice de calcul, schémas.

Maquette virtuelle.

Choix des composants.


Le pan à motoriser se trouve au gymnase Chancel.

Documents

Le câblage et la programmation d’un API sur les …stisi.ac-aix-marseille.fr/old_site/referentiel/ppe/ppe_2011.pdf · solaire Méditerranéen, maquette volumique, compte rendu,