1ère année de l’enseignement secondaire

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REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE LEDUCATION

MANUEL DE COURSLA TECHNOLOGIE 1reanne de lenseignement secondaireLES AUTEURS :ALI KHOUAJA MOHAMED BEN HMIDA ABDELMAJID MABROUK MOHAMED BEN AYED CHIHA ADA HAMROUNI POUSE FALAH WAHID BOU OTHMAN

LES VALUATEURS :RADHI MHIRI ABDELAZIZ GARGOURI FREJ JAZI

Centre National Pdagogique

Tous droits rservs au Centre National Pdagogique

PRFACELenseignement de la technologie au lyce constitue un prolongement et une suite logique de lenseignement de lducation technologique au collge. La technologie en premire anne aborde ltude des systmes automatiss. Cette tude est privilgie, vu la complexit grandissante des systmes techniques. travers ces systmes techniques le programme aborde des connaissances de base de lapproche systmique, de la construction mcanique, de llectricit et des automatismes industriels. Lenseignement de la technologie est caractris par une approche globale sur des systmes rels tirs de lenvironnement des lves. Ces systmes comportent des solutions technologiques modernes. Leur tude devrait permettre llve :

danalyser des systmes rels, de comprendre leur fonctionnement et de faire leurtude fonctionnelle et structurelle ;

de rsoudre des problmes technologiques ; dutiliser les outils adquats pour reprsenter en utilisant les symboles ; de communiquer en utilisant des langages conventionnels.Louvrage est compos de deux volumes :

Le premier permet llve de retrouver en dehors de la classe des connaissancesorganises travers des systmes techniques et selon le droulement du programme officiel.

Le second permet llve de raliser des activits en relation avec le contenu du premiermanuel. Ces activits sont de diffrents types :

Les activits de dcouverte au dbut de chaque chapitre permettent llve de fairedes recherches pralables pour mieux aborder la phase dapprentissage.

Les activits dapplication permettent llve de mieux assimiler le contenu delapprentissage en exerant ses acquis sur diffrents systmes techniques.

Les activits de recherches relatives la scurit de lutilisateur, du systme etde lenvironnement permettent de sensibiliser llve cette dimension et de mieux le prparer affronter le monde industrialis. Les auteurs de ces manuels esprent que ces deux ouvrages apporteront laide pdagogique ncessaire aux lves ainsi quaux enseignants et quils contribueront rendre la technologie la porte de tout le monde. Ils comptent beaucoup sur les remarques et suggestions des utilisateurs de ces manuels pour dventuelles amliorations.

3

Manuel de cours

La technologie

COMMENT UTILISER LE MANUEL DE COURS DE TECHNOLOGIEChap itre 1

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

Leo n n 2 - Ex

1 : Le

s l

ments

B) Les rgles dvolution dun GRA.F.C.E.Te hniqu me tec syst

n n Leo

n e du ructur 2 : St

STRSI E EN TUAT

UCT

URE

DU

ST N SY

M

C E TE

H

E NIQU

Les rgles dvolution du GRAFCET sont dfinies pour prciser les conditions dans lesquelles les tapes sont actives ou inactives.

e r soud Syst re me : P oste auto mat

ercic

dun

GRAF

CET

I - Les rgles dvolution :1) Rgle N1 : Initialisation

ique

de pe

rag e.

Chap

La situation initiale correspond ltape active au dbut du fonctionnement. Elle correspond gnralement un comportement de repos du systme. Dfinition dune tape active

itre

2

Dpa

IONe: uvert dco

rt cy m cle

C2

I-M

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de tivit 1) Ac

Ral

:M uctif introd emple 2) Ex on : strati a) Illu

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de ivit

dco

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te du

uel man r prog

d

its. activ

Une tape est dite active si laction qui lui est associe est en cours dexcution. Une tape active est repre par un point noir plac lintrieur du carr correspondant.

le mab ram

achi

ne

lave

0Etape initiale (active au dbut du fonctionnement) 2) Rgle N2 : Franchissement dune transition

1Etape 1 active4 C1

3

1

5 M1

M2

2 Mors de se rrage

Fore

t

ation dlis b) Mo

me ram Prog We le e sa Ling

R

e glag

Mise

en ma

ea rche+

u+pro

duits

de lav

age

Pour franchir une transition, il faut que les deux conditions suivantes soient remplies : Cette transition est valide (ltape prcdente est active). ET La rceptivit qui lui est associe est vraie. Dans le cas du systme de la barrire du passage niveau, on a :Transition non valide 2T2/3

ER LAV GE LIN LE

opre e pr Ling es ions ux us rmat et ea Info aleur t, ch Brui

Transition valide 2T2/3

Transition franchie 2T2/3

Allumer les lampes rouges Train pass

Allumer les lampes rouges Train pass : fausse

Allumer les lampes rouges Train pass : vraie Lever la barrire

hine mac

able mm ogra r pr lave

3

Lever la barrire

3

Lever la barrire

3

ation ganis c) Or

ire les l le sont r la mat ande uels su mm laver 1) Q issent i co t qu ag ne qui men machi ll la quer ent de Indi em . 2) tionn le fonc mmab ra prog

du ine iels mach sent ? stme re ts es du sy men duv

able gramm me er pro syst lav

lec eur mot . - Le tambour - Le - L auto mat

e. triqu able 19

- ltape 2 nest pas active. - la transition T2/3 est non valide.

- ltape 2 est active. - ltape 2 est active. - la transition T2/3 est valide - la rceptivit est vraie. mais la rceptivit nest pas vraie (Train non pass)

mar che l21 par l10 impu Se lsion sur Pe rrage de l11 le bo uton D rage de la pic S e esse pous Trav rrage la pic percer soir ail de . m de la e. man d pic d : clen e pe Com che rce plt le fo en fin er le nctio tabl Desc de pe nnem eau riptio rag ent suiv e. n de suiv ant Repo ant la t sur : s une che feui lle de Cette Serre copi tch r la e: e co pic mm e ence si Cette tch e pr end fin

La m ise en

Fonc tionn emen t:

l20

e pr

ogra

mm

Conclusion

Conclusion

Conclusion

la transition T2/3 ne peut la transition T2/3 ne peut la transition est obligatoipas tre franchie. pas tre franchie.. rement franchie.40

si

36

Activit de dcouverte :Lactivit de dcouverte, ralise lavance et en dehors de la classe, permet llve dutiliser ses prsrequis et de se prparer acqurir un nouveau savoir.

Le cours :Nouvelles connaissances introduites partir de situations relles (systme technique ou dossier dun systme issu de lenvironnement, expriences, mesures) bases sur lexprimentation et lutilisation du matriel disponible dans les salles spcialises.pi Cha tre 2Leo n n 1 : Re prse ntatio n fon ction nelle

Exercice rsoudre :Permettent llve lapplication des nouvelles connaissances pour rsoudre un problme et lintgration de ces dernires dans des situations relles significatives.

Cha

pitr

e4

Leon n 1:

Reprsen tation fonc tionnelle dun

systme techniqu e Chapitre 1

dun syst me tec hniqu e

le 3 Rg ES : ne N D S du IO IVE t : UT CT en mOL S A sem e : EV APE chis voqu ape im m DAPPLICA ET fran n pro de lt . Rg s l TIONS e : Le Le sitio ion ante 1 - Exer NT : 1 tap . E N at cice rso n n e l te tran ctiv t suiv lu : Asc si EM IO a en enseur n d cden Leo ISS NSIT tran eux -L tem dimmeu io s Reprse d CH A vat pr ne ble t tat ntons le dia acti ent AN TR ir u les ien modle eux FR NE anch que s so dun asce ET a ds tem s: ed le 1 nseur dim qu DU r fr faut ivante - L mdia enon us tat meuble Rg ide acti u il re Ret : nd val e st im r- Po le pl et l N: 5) s su pre est IO le co au tion, ition sont 0 : : on e n te d AT eut x par ia e Un tion con plies ansiti c d ep LIS Com fau ent init activ t. We Pro de tr r ven in m IA m gramme i et reprs qu disq atire pact Di ion ape emen ale- re ette e p IT est Con Appel dt r ra at t n p IN C sc es plas lui du ue es age deu s v x est 0 situ l ion gnr t de - l ta ). tiq n t t ui Personne 1 ran tat triqu puiss capabl ue rig un di ( ltage La ond fonct nd emen q re aire ve an sque eg Les at fau o de dpart vit . Dura es, so t lase e de st ide re inai in un . acti resp ut du rresp port de pti raie r b eur b 12 Lt est et 1 dive nt la us fo r, la ocker couver TRANSF ET a rce est v 1 db e co n com me. rme s ju ES aleu val te d cm de re, s 0 re lec rses m lectur Personne dal quen squ LES PER ERER un di AIR la v la e - L cie Ell t u syst inai aire inai 0 ltage num trique. anire du CD voles ce bina 78 m e couc amt SONNES ue ibue r b re BIN i b bin darriv re et in s asso men os du riq tr ire La he , un trib de e ES aleu inai auss eurs es denr ue-a squ au pa m de lo Informa i at lui at . BL S 1m al rep e la v r b nalo ence ssage laser ngue t en ef egistre talliq tions lum its UE n lu on ur RIA De de pel les v giqu ue valeu men ue su m d fet bina des Bruit, cha ineuses Ascens 2 - Exer qui e) nos ib faib varia VA ap e pai ctiv TIQ grav rs o alors e. t so ni r eur du ire cices leur qu attr la II RA da alo ue, soci est ches. le puissble, pr e su nore une de sseu rsoudre appo ne de jours, n immeub logi r. Il lui ibue meu ition ains Ces XP sous : uel giq n as n, onn, ofon r le les e le se n U n les rtent lo s o tr va ance (ou i lu fin nn Exercice di mt form s face est co tio acti VA en rent man pa des e, pu riatio le rs o i at al 1) D : em sques man CD nin effe aire 1: erso RA du t ac iab uel alo n lu is tra ns so rcourt de 0,83 le lo e num s. Ce nstitu pl t Le syst bin use es st pas ET la p ng disq ipuler trodu de no oys compa riq var auxq type ues me hu nsfo nt al ces che, ors o ise 1 eur m ue, ct e qu de ; tiq erce S SD ilerie mod de Une ues Reprse rme ors d pistes et es de pist ue. rte S= vita enfin, nt ni breuse e pa s ont mar t, al ce Val i-p oir S n pra la nter ITE pa erne perm po es iq NS te en larg en nt ai la le distor s am r les sen conc ide Exercice la modlisatio min ouss ir t en arr TIV log se ces aux sons ctes em r la TIO ct di li nsi sio Pr n fonction et dobtenir de AC 0 vri es l e e la n p sso la par un rflch de 1,6 entrav tout ure pa n ni oration sc-jock ent re ICA Reprse 2 : S= lhuile II nelle de Mod Ou s d outo pou t mpl PL ide de e us r la brui M est mpl e ce issan . s ey nter partir P 1 ca b e n ce systme le dun ure ser se t de : la fid s. Co ac llu Exe Eta te t Exercice le modle fonc dolives its T 0/ DA iqu M fonc du le s le Le outo . conv le phot de ver 1 tiv presses tionnel supp fait sa fond ; lit de mpar s disq ES tio ectr ue ou n 1 ertis o. Dan Le b Reprse 3 : M= dune usin s ac nnel s ue ils ort. ns r l ectriq rte ion CIC seur ses nter aucu sont la rest aux di s cla r le e de fabr dun Po teu on ER Act tables, lits, la modlisatio itutio ve ss sq n co m ication lise 0 mo teur l EX lect nn n du ues iques Rp de yaourt acti ntac oins 2 M= Ra eur en Le o Exercice armoires...). n fonctionnelle tio e, le III t du enco so Info viny en viny T 1/ ape CD Le m dun atel n ac mc mbrann est stm ent rmat RO rte le, e t Reprse 4 : ier de men bien le, le No anism ts M: po s. un s nter la mod ions u sy nem uiserie e av et plus meilleu CD S est )d stoc qui prod e la ivit ion We lisatio ec kes ) d dact uit des n fonction facil re, e1 solu nct c ir En tat la su (1 fo meubles tap nelle dun e r . sso r, et de rce rfacees Mise (chaises rt En ape uel ou L rcic ption. tlpho teu erte En tat ide , du en m lar np lt u man uv ne portable up 63 Exe val o s d dmissio A s arch uto 1terr on (GSM) est rte n. on e Bo LI 2 : ren ique Po r, in esti INFO RE LE T1/ t: teu Rep mat Qu 1 S RM M Info es cap ATIO auto vit rmat r ir, pti NS teu ions sso ? ou rce Mo lues Sign np La 2? ifie Lect alisa gn uto T1/ 2? e Brui eur tion T1/ (bo e si ed CD t lum Qu de n dir ineu a) t-o on man ses cieeutcom asso ep de tre it Qu es . den tiv b) es rgan e cep riabl x o entr 16 le r 2) Va e au les d uel soci ariab c) Q as O n de v m no

IV - ACT

Ralise

IVITES DEtravaux

r les acti

vits de

TRAVAU X PRATIQ UESs du man

pratique

V - EXE

RCICES

uel dac

tivits.

dun ents

A GR

ET FC

le 2

eu ls Le x. ue ed num disq fau qu es te giq au rique ue co dre iqu at lo gique po t base ren log class int ens. Il es mpact de t p tats S l at lo ique ou 19 t de peu lt ques Co , Co 79 pa stin Chap ne deux cie le mpa logi mpa cie r itre S ns ct Di les fir nreg ct Di cie asso i asso e1 sc nctio sc ou mes istre men est and asso On x fo n lu en Philip mm ats on nn : : O abr s et t et un su n au io co ppor Sony la re . g de x t actio tionn duct CD optiq , le , possproduc t Intro et 0 eu oir tio: CD est on ac uss s d 1 -ROMde pl 1 n de ue de n po ; ce S n fres stoc ton et n usieu sons est ir chif Leole DV rs ap ou di boukage n sso S pl m tion D. des ou : icae lens ages. dinfo ssoir par n u tio n ac Ce p u o sion e q no : leouto procrmatio acs . np clu arqu S mpl r 1 le b disque d, mns uto co Con rem ou t re i pa Si is bo mpa en ra le On onn ct souv v Si

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S LE DIS avoir p QU E C lus OM PAC T

1738

Exercice rsolu :

Retenons : Savoir plus : Permet de faire appaPropose llve un (ou des) Rsume lessentiel ratre le lien entre les notions abordes exemple(s) dapplication des du cours retenir dans le cours et leur utilisation dans nouvelles connaissances. lenvironnement technologique.

Convention de rprsentation :Prcise les symboles normaliss et les conventions utiliss

LES LOGOS UTILISS DANS LES MANUELS DE TECHNOLOGIE

Activit de dcouverte

Activit de travaux pratiques

Exercices dapplications

Convention de reprsentation

Retenons

4

CHAPITRE 1LE SYSTME TECHNIQUELEON N 1

REPRSENTATION FONCTIONNELLE DUN SYSTME TECHNIQUENOTIONS IMPORTANTES - LA FONCTION GLOBALE - LA MATIRE DUVRE - LA VALEUR AJOUTE - LES DONNES DE CONTRLE - LES SORTIES SECONDAIRES - LA MODLISATION

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

REPRSENTATION FONCTIONNELLE DUN SYSTME TECHNIQUEI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte :

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits. base de boiscorage

bois

dfibrage

lessivage

blanchiment pte de bois cellulose

paississage

raffinage

Lhomme cre des systmes techniques lui permettant de satisfaire des besoins de sa vie courante.

2) Exemple introductif Presse orange lectrique et oprateur 2-1) Prsentation :

Le presse orange permet dobtenir du jus partir doranges fraches.

6

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

Avant intervention du systme

Intervention du systme

Aprs intervention du systme

Produit : Oranges

Presse-orange lectrique (et oprateur)

Produit : Jus doranges et restes

2-2) Description fonctionnelle du presse orange :

Le tableau suivant dfinit les caractristiques fonctionnelles du systme. Questions 1) quoi sert ce systme ? 2) Quel est llment qui subit les modifications apportes par le systme ? 3) Prciser ces modifications Rponses Presser les oranges Les oranges Dduction Cest la fonction globale Cest la matire duvre

Transformation en jus

Cest la valeur ajoute

II - DEFINITION ET CARACTERISTIQUES :1) Dfinition dun systme technique

Un systme technique est un ensemble dlments organiss en fonction dun but atteindre.2) Caractristiques dun systme technique 2-1) Frontire dtude du systme

Dfinition :

On appelle frontire, la limite fictive permettant de distinguer le systme de son environnement. Elle inclut les lments matriels et humains ncessaires au fonctionnement de ce systme.

7

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

Exemple 1 : Presse orange

Cas du presse orange Frontire de ltude

Cas gnral

P resse orange

Oprateur

Jus

Orange

Energie lectrique

Elments du Systme

Environnement

Elments de lenvironnement

Systme Technique

Exemple 2 : Fer repasser

Dfinissons la frontire du systme.

2-2) Fonction globale

Pour le presse orange lectrique la fonction globale est Presser les orangesDfinition :

La fonction globale dun systme technique dfinit la transformation de la matire duvre dun tat initial donn un tat final souhait. Elle est exprime par un verbe daction linfinitif.

8

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

Exemples :

Systme technique

Fonction globale

Fer repasser et oprateur

Repasser les vtements

Machine laver

Laver le linge

Dynamo de bicyclette et oprateur

Convertir lnergie

Convention de reprsentation :

On reprsente la frontire du systme par un rectangle dans lequel on inscrit la fonction globale. Cas du presse orange Cas gnral

PRESSER LES ORANGES

Faire sur les entres

P resse orange et oprateur

Systme technique

9

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

2-3) Matire duvre (MO) :

Le presse orange agit sur les oranges pour en extraire du jus. La matire duvre de ce systme est les oranges.Dfinition :

On appelle matire duvre la partie de lenvironnement sur laquelle agit le systme technique. La matire duvre peut tre sous forme : De matire ou matrielle (bois, linge, orange...) Dnergie ou nergtique (lectrique, solaire...) Dinformation ou informationnelle (donnes, son, image ...)Exemples :

Systme technique Chignole et oprateur Rtroprojecteur et oprateur Dynamo de bicyclette

Matire duvre dentre Pice percer Information sur transparent Energie mcanique

Matire duvre de sortie Pice perce Information projete et agrandie sur cran Energie lectrique

Nature de la matire doeuvre Matire Information Energie

Convention de reprsentation :

On reprsente les matires duvre entrante et sortantes par des flches en trait pais places respectivement gauche et droite du rectangle. Cas du presse orange Oranges PRESSER LES ORANGES Jus MOEMatire doeuvre entrante

Cas gnral MOS Faire sur les entresMatire doeuvre sortante

P resse orange et oprateur

Systme technique

10

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

2-4) Valeur ajoute

La valeur ajoute pour le presse orange est la pression des oranges.Dfinition :

On appelle valeur ajoute les modifications des caractristiques de la matire duvre aprs intervention du systme.Exemples :

Systmes techniques Station de lavage de voitures Calculatrice Chauffage lectrique Chauffage lectrique(1)

MOE Voiture laver Donnes traiter Local chauffer Energie lectrique

Fonction globale Laver les voitures Traiter les informations chauffer un local Convertir lnergie lectrique en nergie calorifique

Valeur ajoute Lavage des voitures Traitement des informations Chauffage dun local

Conversion dnergie

NB : (1) : Pour le mme systme( chauffage lectrique), le point de vue du concepteur est diffrent de celui de lutilisateur.2-5) Donnes de contrle : Dfinition :

On appelle donnes de contrle les contraintes qui permettent denclencher ou de modifier le fonctionnement du systme. Ces contraintes peuvent tre : W : contrainte dnergie : - We : nergie lectrique - Wp : nergie pneumatique - Wm : nergie mcanique C : Contrainte de configuration ( programme ) R : Contrainte de rglage ( rglage de la temprature, de la vitesse... ) E : Contrainte dexploitation ( donnes oprateur et matriel )

Convention de reprsentation :

Les donnes de contrle sont reprsentes par des flches places en haut du rectangle et orientes vers le bas.

11

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

Exemple : Systme : Lave linge

Cas du lave linge Programme We Mise en marche Eau + Produit Rglage

Cas gnral Donnes de Contrle W

Linge sale

LAVER LE LINGE Lave linge

Linge propre

MOE FG

}C E Jus

R

MOS

Systme (processeur)

Dans le cas du presse orange :We Orange PRESSER LES ORANGES Presse-orange et oprateur2-6) Les sorties secondaires :

En produisant du jus, le presse orange engendre dautres sorties appeles sorties secondaires qui sont : Dchets doranges. Bruit. Chaleur. Signalisation lumineuse.Dfinition :

Les sorties secondaires donnes par le systme en fonctionnement sont : Des informations ( messages, compte rendus ) Des nuisances (dchets, bruit, chaleur... ).

Convention de reprsentation :

Les sorties secondaires sont reprsentes par deux flches minces sortantes droite du rectangle.

12

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

Exemple : Systme : Presse -orange

We

Mise en marche

Orange PRESSER LES ORANGES

Jus Signalisation lumineuse Dchets doranges Bruit et chaleur

P resse-orange et oprateur2-7) Rsum :

Tout systme est caractris par : Une frontire dtude. Une fonction globale. Une matire duvre.

Une valeur ajoute. Des donnes de contrle. Des sorties secondaires.

III - MODLISATIONLa modlisation permet de dcrire graphiquement un systme technique.

Retenons DC

MOE

}W C FG E R MOS

} SSSystme (processeur) Lgendes : F G : Fonction globale. MOE : Matire doeuvre entrante. SS : Sorties secondaires. W : Energie. R : Rglage. MOS : Matire doeuvre sortante D C : Donnes de contrle. C : Configuration. E : Exploitation.

13

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

IV - ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUESRaliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

V - EXERCICES DAPPLICATIONS1 - Exercice rsolu : Ascenseur dimmeuble

Reprsentons le modle dun ascenseur dimmeuble :

We Programme Appel dtage

Personne ltage de dpart

TRANSFERER LES PERSONNES

Personne ltage darrive

Informations lumineuses Bruit, chaleur

Ascenseur dun immeuble2 - Exercices rsoudre :

Exercice 1 : Le systme huilerie moderne permet dobtenir de lhuile partir dolives presses. Reprsenter la modlisation fonctionnelle de ce systme. Exercice 2 : Reprsenter le modle fonctionnel dune usine de fabrication de yaourt Exercice 3 : Reprsenter la modlisation fonctionnelle dun atelier de menuiserie qui produit des meubles (chaises, tables, lits, armoires...). Exercice 4 : Reprsenter la modlisation fonctionnelle dun tlphone portable (GSM) : En tat de rception. En tat dmission.

14

Leon n 1 : Reprsentation fonctionnelle dun systme technique

Chapitre 1

Savoir plus LE DISQUE COMPACT :Le disque compact ou Compact Disc est un support optique de stockage dinformations numriques. Il est destin lenregistrement et la reproduction de sons ou dimages. Ce procd, mis au point en 1979 par les firmes Philips et Sony, possde plusieurs applications : le disque compact classique, Compact Disc ou en abrg CD, le CD-ROM et le DVD.

Un Compact Disc est un disque de 12 cm de diamtre et de 1 mm dpaisseur. Il est constitu de matire plastique rigide recouverte dune couche mtallique sur une de ses faces. Ce type de disque est capable de stocker jusqu 78 min denregistrement sonore sous forme numrique. laide dun puissant laser, la squence binaire est en effet grave sur le mtal le long de pistes concentriques, sous forme dalvoles de longueur variable, profondes de 0,83 et espaces de 1,6 . Durant la lecture du CD, un laser de faible puissance parcourt ces pistes en se rflchissant de diverses manires au passage des niches. Ces variations sont alors dtectes par une cellule photolectrique. La squence binaire est ainsi lue, puis transforme en sons laide dun convertisseur numrique-analogique. De nos jours, les disques compacts ont largement remplac les disques classiques en vinyle, qui ne demeurent employs que par les disc-jockeys. Compars aux disques en vinyle, les CD apportent en effet de nombreuses amliorations : la fidlit de la restitution du son est bien meilleure, les CD nintroduisent ni distorsion ni bruit de fond ; ils sont moins encombrants et plus faciles manipuler ; enfin, la lecture par laser se fait sans aucun contact du mcanisme avec la surface du disque, vitant ainsi toute usure du support. Modle fonctionnel dun lecteur CD ROM :

We Informations stockes

Mise en marche Informations lues

LIRE LES INFORMATIONS

Signalisation lumineuses Bruit

Lecteur CD

15

CHAPITRE 1LE SYSTME TECHNIQUE

N 2 STRUCTURE DUN SYSTMELEONTECHNIQUE

NOTIONS IMPORTANTES - LA PARTIE OPRATIVE - LA PARTIE COMMANDE - LES LMENTS DINTERFACES

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

STRUCTURE DUN SYSTME TECHNIQUEI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte :

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif : Machine laver programmable a) Illustration :

b) Modlisation

Programme We Linge sale

RglageMise en marche+eau+produits de lavage

Linge propre LAVER LE LINGE Informations Bruit, chaleur et eaux uses

machine laver p rogrammablec) Organisation du systme machine laver programmable

1) Quels sont les lments essentiels du systme qui agissent sur la matire duvre ? 2) Indiquer llment qui commande le fonctionnement de la machine laver programmable.

- Le moteur lectrique. - Le tambour.

- Lautomate programmable

17

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

On dduit que le systme machine laver programmable est compos essentiellement de deux parties : Une partie commande (PC) : Lautomate programmable. Une partie oprative (PO) : Le moteur lectrique et le tambour.

II - STRUCTURE FONCTIONNELLE DUN SYSTEME TECHNIQUE AUTOMATISE1) Convention :

On reprsente la structure dun systme technique automatis par le schma suivant :

2) Organisation :

Un systme automatis est gnralement constitu par : Une partie commande (PC). Une partie oprative (PO). Des lments dinterfaces qui relient la PC la PO. Un pupitre permettant le dialogue entre loprateur et le systme automatis.

III - ETUDE DE LA PARTIE COMMANDE1) Dfinition :Partiecommande

La partie commande dun systme est lensemble des moyens de traitement de linformation qui assure le pilotage du systme.

(PC)

NB : Dans certains cas loprateur peut tre intgr la partie commande. 18

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

2) Exemples de partie commande

Systmes Feu de croisement Monte-charge Motocyclette et oprateur Machine laver programmable Station de lavage

P a rtie commande Armoire de commande Unit centrale du micro-ordinateur Cerveau de lhomme Carte lectronique de commande Modules de programmation

Automate programmable

Micro-ordinateur

Armoire de commande

Cerveau humain

IV - ETUDE DE LA PARTIE OPERATIVE1) Dfinition :

La partie oprative est lensemble des moyens techniques qui permettent dapporter la valeur ajoute la matire duvre. Elle est constitue essentiellement par des actionneurs et des effecteurs.2) Exemples de P.O :

Partie oprative (PO)

Systme Barrire dautoroute Machine laver Fer repasser et oprateur Unit automatique de perage

P a rtie oprative Actionneurs Moteur lectrique Moteur lectrique Rsistor Moteur lectrique Vrin Effecteurs Barre (lice) Tambour Semelle Foret Mors de serrage

Fer repasser

Unit de perage

Unit de perage

19

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

3) Les actionneurs a) Dfinition :

Un actionneur est un objet technique qui convertit une nergie dentre en une nergie de sortie utilisable pour effectuer une action dfinie.b) Exemples dactionneurs :

Nom de lactionneur Moteur lectrique

Rle Convertir lnergie lectrique en nergie mcanique. Convertir lnergie pneumatique en nergie mcanique. Convertir lnergie lectrique en nergie lumineuse.

Symbole

Vrin pneumatique

Lampe lectrique

4) Les effecteurs : a) Dfinition :

Un effecteur convertit lnergie reue de lactionneur en une opration ou un effet sur la matire duvre pour lui apporter une valeur ajoute.b) Exemples deffecteurs :

Barrire de parking Systme

Unit automatique de perage

Fer repasser

Effecteur

Barre ou lice

Mors de serrage

Foret

Semelle

Rle de leffecteur

Autoriser laccs

Serrer la pice

Percer la pice

Repasser le linge

20

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

5) Activits de travaux pratiques

Raliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits, en se limitant aux questions 1 et 2.

V - DIALOGUE HOMME / SYSTMELe dialogue homme/systme est assur laide dun pupitre de commande. Loprateur pilote le systme par des consignes et suit lvolution du fonctionnement en recevant des messages.1) Les consignes :Partie commande (PC)

Puplitre

Ce sont les informations qui circulent de loprateur vers la partie commande.2) Les messages :

Ce sont les informations qui circulent de la partie commande vers loprateur. Le dialogue de loprateur avec le systme automatis se fait travers un pupitre.3) Exemple :

Consignes Messages

Oprateur

Pupitre (armoire)

Partie commande (automate)

21

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

VI - LES ELEMENTS DINTERFACESPractionneurs

On distingue deux types dorganes qui assurent le dialogue entre la PO et la PC : Les capteurs : Les practionneurs :

Capteurs

Practionneurs

Capteurs

1) Les capteurs : a) Dfinition :

Le capteur est llment qui convertit une grandeur physique (position, vitesse, temprature) en une information appele compte rendu comprhensible par la partie commande.b) Exemple de capteurs :

Capteurs

Capteur de position (avec contact) 2) Les practionneurs : a) Dfinition :

Capteur photo-lectrique (sans contact)

Capteur de niveau (avec contact)

Le practionneur est llment qui distribue lnergie utile aux actionneurs sur ordre de la partie commande.

22

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

a) Exemples de practionneurs

Symbole du practionneur

Symbole de lactionneur

Contacteur KM

Moteur courant alternatif

Distributeur 3/2

vrin simple effet

Distributeur 5/2

Vrin double effet

VII - STRUCTURE FONCTIONNELLE DUN SYSTEME AUTOMATISELa structure dtaille dun systme automatis devient alors : Retenons

Consignes

Ordre

Compte-rendu

Messages

23

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

VIII - ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUESRaliser la suite des activits de travaux pratiques du manuel dactivits

IX - EXERCICES DAPPLICATIONSA - Exercice rsolu : Systme de tri de briques 1) Fonctionnement du systme

Ce systme est gr par un automate programmable. Il permet de trier les briques selon leurs hauteurs. Les briques sont amenes par un tapis roulant T1, entran par un moteur lectrique MT1 command par un contacteur KM1. Arrives au capteur S (S actionn), les briques sont pousses par ljecteur E1 du vrin C1 sur le tapis roulant T2 o elles sont tries suivant leurs hauteurs dtectes par les capteurs a0 et b0 dans les bacs.2) Travail demand

a) Lisons le dossier technique du systme b) Modlisons le systme. Mise en marche We + Wp Programme Briques non tries TRIER DES BRIQUES Systme de tri de briques c) Identifions les lments du systme.La partie commande La partie oprative Actionneurs Effecteurs Les lments dinterfaces Practionneurs Capteurs

Rglage Briques tries Information dtat Bruit et pertes dnergie

Automate programmable

Vrin C1 Vrin C2 Moteur MT1 Moteur MT2

Tapis T1 Tapis T2 Ejecteur E1 Ejecteur E2

Contacteurs KM1 et KM2 Distributeurs M1 et M2

l10, l11, l20, l21, s, c, a0 et b0

24

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

d) Compltons la chane fonctionnelle du systmeBriques non tries

Oprateurm clavier souris

M1,M2,KM1,KM2

C1, C2, MT1, MT2 T1 T2

Automate programmable

PCcran Puptire l10, l11, l20, l21, s, c, a0 et b0

PO

E1 E1

Interface

Briques tries

e) Mettons une croix dans la case correspondante Capteurs Capteurs a0 Capteurs s Capteurs c x Sans contact x x Avec contact

B - Exercice rsoudre : Poste de marquage de savon 1) Description du systmeMT1

MT2

Ce systme est conu pour le marquage de savon sur sa face suprieure par un poinon. Le systme est constitu par : Deux vrins pneumatiques C1 et C2. Deux distributeurs pneumatiques M1 et M2. 25

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

Quatre capteurs de position pneumatiques l10, l11, l20 et l21 Un capteur s de prsence du savon Un capteur c de passage du savon marqu Un poinon P et un jecteur E Deux contacteurs KM1 et KM2 Deux moteurs lectriques Mt1 et Mt2 Deux tapis T1 et T22) Fonctionnement du systme

Une action sur m provoque le cycle suivant : Arrive du savon sous le poinon P par le tapis T1 Marquage du savon par le poinon P Evacuation du savon marqu vers le tapis roulant T2 par ljecteur E.3) Travail demand sur feuille de copie a) Lire le dossier technique du systme b) Modliser le systme

c) Identifier les lments du systme La partie oprative La partie commande Actionneurs Effecteurs Practionneurs Capteurs......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................ ......................................................... ................................................ ................................................ ................................................ ................................................

Les lments dinterfaces

26

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

d) Complter la chane fonctionnelle du systme

e) Mettre une croix dans la case correspondante

Capteurs Capteurs l10 Capteurs s Capteurs c

Sans contact

Avec contact

27

Leon n 2 : Structure dun systme technique

Chapitre 1

Savoir plus : HISTORIQUE DES SYSTEMES TECHNIQUESDepuis la prhistoire, lhomme a, des degrs divers, utilis et conu des systmes techniques. Lorsquil a, pour la premire fois, utilis un outil, il a cr un systme dont il faisait partie intgrante. Son cerveau commandait les oprations, ses membres, prolongs par loutil constituant ce que nous appelons la partie oprative du systme. Ses muscles apportaient lnergie ncessaire. Ctait le stade de la manipulation des outils. Beaucoup plus tard, dans sa lente volution, il a recherch faire le mme travail avec moins de peine. Il a perfectionn ses outils puis il a capt une nergie extrieure pour la mettre son service. Cest lpoque de la mcanisation, lhomme nintervient dans le systme que pour le commander. Enfin, depuis quelques dcennies nous sommes passs au stade de lautomatisation. Des parties commandes sont intgres aux machines quelles grent sans lintervention de lhomme, en suivant un programme plus ou moins complexe quil a pralablement labor. Ce sont Les systmes techniques automatiss.

Exemple : Systme de feu tricolore de circulation

28

CHAPITRE 2 LE GRAFCETLEON N 1

LES LMENTS DUN GRAFCET

NOTIONS IMPORTANTES - LTAPE - LACTION - LA TRANSITION - LA RCEPTIVIT - LES RGLES DVOLUTION

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

A) Les lments dun GRA.F.C.E.TI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif : Barrire dun passage niveau

Cette barrire permet dinterdire le passage des vhicules et des pitons au moment du passage du train.

Description du fonctionnement ltat initial, la barrire est leve. A lapproche du train, la sonnerie retentit et les deux lampes rouges sallument (clignotement), puis la barrire descend. Une fois que le train passe, la barrire se lve, les lampes steignent. Effectuons, dans le tableau suivant, une premire analyse du fonctionnement de ce systme. Questions Rponses - Descendre la barrire, actionner la sonnerie et allumer les lampes rouges : Cest la tche n1

Quelles sont les tches effectues - Maintenir le fonctionnement des lampes par le systme ? rouge : Cest la tche n2. - Monter la barrire : Cest la tche n3 Dcrire ltat initial du systme quelle condition monte la barrire?

Repos ( barrire leve ) : Cest ltape initiale Si le train passe : Cest la condition de passage de la tche n2 la tche n3.

30

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

II - DEFINITION DUN GRA.F.C.E.T.(Graphe Fonctionnel de Commande par Etapes et Transitions). Le GRA.F.C.E.T est un outil graphique de description temporelle du fonctionnement dun systme squentiel. Remarque : Un systme est appel squentiel si les tches ralises par ce systme sont ordonnes : La fin de chaque tche autorise le dbut de la suivante Le GRAFCET est compos : dtapes auxquelles sont associes des actions. de transitions auxquelles sont associes des rceptivits. de liaisons orientes reliant les tapes entre elles.1) Etape

Ltape correspond une situation lmentaire ayant un comportement stable. Ltape est reprsente par un carr numrot.

1Etape 2) Action associe ltape :

0Etape initiale

On associe chaque tape une action effectue par le systme. Laction est reprsente lintrieur dun rectangle et exprime par un verbe linfinitif.

Remarque : On peut avoir plusieurs actions associes une mme tape.Cas du systme Barrire dun passage niveau

1

Actionner la sonnerie

Allumer les lampes rouges

Descendre la barrire

Cas gnral

n

Actions associes ltape n

31

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

3) Transitions et rceptivits

1 chaque transition on associe une condition logique appele rceptivit. transition T

une transition indique lvolution dune tape vers ltape suivante. Elle est reprsente par un trait horizontal.

2

Cas du systme Barrire dun passage niveau

Cas gnral

2T2/3

Allumer les lampes rouges Train pass T2/3

2

Action associe ltape 2 Rceptivit associe T2/3

3

Lever la barrire

3

Action associe ltape 3

4) Liaisons orientes :

Les liaisons orientes reprsentent le sens dvolution dun GRA.F.C.E.T.

0Dans le cas gnral, les liaisons qui se font du haut vers le bas ne comportent pas de flche. Pour le sens du bas vers le haut, il faut reprsenter la flche sur la liaison.

1Liaisons orientes

n

32

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

III - RETENONS

Etape Transition T1/2

1

Action associe ltape 1 Rceptivit associe la transition T1/2

2Liaison oriente

Action associe ltape 2

Dans le cas de la barrire de passage niveau, on obtient :

1

Descendre la barrire Barrire abaisse

Actionner la sonnerie

Allumer les lampes rouges

2

Allumer les lampes rouges Train pass

IV - ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUESRaliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

33

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

B) Les rgles dvolution dun GRA.F.C.E.TLes rgles dvolution du GRAFCET sont dfinies pour prciser les conditions dans lesquelles les tapes sont actives ou inactives.

I - Les rgles dvolution :1) Rgle N1 : Initialisation

La situation initiale correspond ltape active au dbut du fonctionnement. Elle correspond gnralement un comportement de repos du systme. Dfinition dune tape active Une tape est dite active si laction qui lui est associe est en cours dexcution. Une tape active est repre par un point noir plac lintrieur du carr correspondant.

0Etape initiale (active au dbut du fonctionnement) 2) Rgle N2 : Franchissement dune transition

1Etape 1 active

Pour franchir une transition, il faut que les deux conditions suivantes soient remplies : Cette transition est valide (ltape prcdente est active). ET La rceptivit qui lui est associe est vraie. Dans le cas du systme de la barrire du passage niveau, on a :Transition non valide 2T2/3

Transition valide 2T2/3

Transition franchie 2T2/3

Allumer les lampes rouges Train pass

Allumer les lampes rouges Train pass : fausse

Allumer les lampes rouges Train pass : vraie Lever la barrire

3

Lever la barrire

3

Lever la barrire

3

- ltape 2 nest pas active. - la transition T2/3 est non valide.

- ltape 2 est active. - ltape 2 est active. - la transition T2/3 est valide - la rceptivit est vraie. mais la rceptivit nest pas vraie (Train non pass)

Conclusion

Conclusion

Conclusion

la transition T2/3 ne peut la transition T2/3 ne peut la transition est obligatoipas tre franchie. pas tre franchie.. rement franchie.

34

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

3) Rgle N3 : Evolution des tapes actives

Le franchissement dune transition provoque : Lactivation de ltape immdiatement suivante. ET La dsactivation de ltape immdiatement prcdente. Dans le cas du systme de la barrire de passage niveau du train, on a :

0Approche du train

1

Allumer les lampes rouges

Actionner la sonnerie

Descendre la barrire

Franchissement de la transition T0/1 (Approche du train. Franchissement de la transition T1/2 (Barrire abaisse) Franchissement de la transition T2/3(Train pass).

- Activation de ltape1 -Dsactivation de ltape 0 - Activation de ltape2 -Dsactivation de ltape 1 - Activation de ltape3 -Dsactivation de ltape 2

2

Barrire abaisse Allumer les lampes rouges Train pass

4) GRAFCET de la barrire du passage niveau :

0

Repos Approche du train

1

Allumer les Actionner lampes la sonnerie rouges Barrire abaisse

2

Allumer les lampes rouges Train pass

3

Lever la barrire

35

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

5) Retenons :

Rgle 1

Rgle 2

Rgle 3 EVOLUTION DES E TAPES ACTIVES : Le franchissement dune transition provoque : - Lactivation de ltape immdiatement suivante. ET - La dsactivation de ltape immdiatement prcdente.

FRANCHISSEMENT La situation initiale correspond DUNE TRANSITION : ltape active au dbut du Pour franchir une transifonctionnement. tion, il faut que les deux Elle correspond gnralement conditions suivantes soient un comportement de repos remplies : du systme. - Cette transition est valide ( ltape prcdente est active ). ET - La rceptivit qui lui est associe est vraie. INITIALISATION :

II - ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUESRaliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

III - EXERCICES DAPPLICATIONS1 - Exercice rsolu

T 0/1 1 T 1/2

Prsence de la personne Ouvrir la porte Porte ouverte

Reprenons ltape (1) de la porte automatique du manuel dactivits.

Questions a) Que signifie ?1

Rponses Ltape 1 est une tape active T1/2 est valide.

b) Que peut-on dire de T1/2 ?

c) Quelle rceptivit associe-t-on T1/2 ? La rceptivit est : Porte ouverte

36

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

d) Soient les deux situations suivantes, complter le tableau suivant par les termes adquats : 1e r cas1T1/2

2me cas1T1/2

3me cas1T1/2

Ouvrir la porte

Ouvrir la porte

Ouvrir la porte

Porte ouverte

Porte ouverte

Porte ouverte Maintenir la porte ouverte

2

Maintenir la porte ouverte

2

Maintenir la porte ouverte

2

Etape 1 : nest pas active. T1/2 : non valide

La porte nest pas ouverte : Etape 1 : active. T1/2 : valide. Rceptivit : Fausse

La porte est ouverte : Etape 1: active. T1/2 : valide. Rceptivit : Vraie

Conclusion La transition ne peut pas tre franchie.

Conclusion Conclusion La transition ne peut pas tre La transition est obligatoirement franchie. franchie ce qui entrane : lactivation de ltape 2. et la dsactivation de ltape 1.

GRAFCET DE LA PORTE AUTOMATIQUE

0

Repos Prsence dune personne

1

Ouvrir la porte Porte ouverte

2

Maintenir la porte ouverte

15 secondes coules3

Fermer la porte Porte ferme

37

Leon n 1 : Les lments dun GRAFCET

Chapitre 2

2 - Exercice rsoudre

Systme : Poste automatique de perage.C2 Dpart cycle m

M2

3

1 5 M1 Foret

l20

4

2

Mors de serrage

l21

C1

l10Fonctionnement :

l11

S

La mise en marche par impulsion sur le bouton poussoir m dclenche le fonctionnement suivant : Serrage de la pice percer. Perage de la pice. Desserrage de la pice perce en fin de perage.Travail demand : Complter le tableau suivant sur une feuille de copie : Description de la tche Cette tche commence si Cette tche prend fin si

Repos Serrer la pice

38

CHAPITRE 2LE GRAFCETLEON N 2

Le GRAFCET dun point de vue du systme

NOTIONS IMPORTANTES - LE POINT DE VUE DU SYSTME - LES AUTRES POINTS DE VUE

Leon n 2 : Le GRAFCET dun point de vue du systme

Chapitre 2

LE GRAFCET DUN POINT DE VUE DU SYSTEMEI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte :

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif : Machine laver le linge

a) Fonctionnement :

La machine laver le linge peut laver, rincer et essorer : Le lavage seffectue ds la mise en marche de la machine Le rinage suit le lavage Lessorage est effectu aprs le rinage.b) Analyse du fonctionnement :

Les tches principales effectues par la machine au cours dun cycle sont : Attendre Laver le linge Rincer le linge Essorer le linge

40

Leon n 2 : Le GRAFCET dun point de vue du systme

Chapitre 2

c) Conditions de dbut et de fin de chaque tche : N de la tche Dsignation de la tche Cette tche dbute si Cette tche prend fin si

0 1 2 3

Attendre Laver le linge Rincer le linge Essorer le linge

Linge essor Mise en marche Linge lav Linge rinc

Mise en marche Linge lav Linge rinc Linge essor

II - LE GRAFCET DUN POINT DE VUE DU SYSTEME :La description du comportement dun systme est dtermine par un GRAFCET qui prend en compte le point de vue selon lequel lobservateur simplique dans le fonctionnement. On distingue alors trois points de vue de GRAFCET :

GRAFCET dun point de vue du systme. GRAFCET dun point de vue de la partie oprative (PO). GRAFCET dun point de vue de la partie commande (PC).p.c Systme Practionneurs p.o

Capteurs

On se limitera dans cette leon ltude du GRAFCET dun point de vue du systme.Dfinition :

Le GRAFCET dun point de vue du systme donne une description des tches qui contribuent la transformation de la matire duvre, sans prciser les moyens techniques mis en uvre. Dans le cas du systme machine laver le linge le GRAFCET dun point de vue du systme est :

P.O

P.C

41

Leon n 2 : Le GRAFCET dun point de vue du systme

Chapitre 2

Attendre Mise en marche Laver le linge Linge lav Rincer le linge Linge rinc Essorer le linge Linge essor

Retenons Le GRAFCET dun point de vue du systme tient compte seulement des tches principales effectues sur la matire duvre.

III - ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUESRaliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

IV - EXERCICES DAPPLICATIONS1 - Exercice rsolu :

Poste de perage.a) Donnes :

Mise en situation du systme.

42

Leon n 2 : Le GRAFCET dun point de vue du systme

Chapitre 2

Fonctionnement :

La mise en marche par impulsion sur le bouton poussoir m dclenche le fonctionnement suivant : Serrage de la pice percer par la sortie de la tige du vrin C2. Perage de la pice : Sortie de la tige du vrin C1 et rotation du foret. Rentre de la tige du vrin C1 avec rotation du foret. Desserrage de la pice perce : Rentre de la tige du vrin C2b) Travail demand :

Etablir le GRAFCET dun point de vue du systme.c) Solution :

Dcrivons les tches effectues par le systme en utilisant des verbes linfinitif et sans tenir compte de la technologie utilise. La description doit porter sur les modifications apportes par le systme sur la matire duvre pour lui procurer la valeur ajoute. Les tches du systme sont : Attendre. Serrer la pice Percer la pice. Desserrer la pice Listons les conditions permettant au systme de passer dune tche une autre :N de la tche Description de la tche Cette tche dbute si Cette tche prend fin si

0 1 2 3

Attendre Serrer la pice Percer la pice Desserrer la pice

Pice desserre Mise en marche Pice serre Pice perce

Mise en marche Pice serre Pice perce Pice desserre

Attendre Mise en en marche Reprsentons le fonctionnement par un GRAFCET dun point de vue du systme : Serrer la pice Pice serre Percer la pice Pice perce Desserrer la pice Pice desserre

43

Leon n 2 : Le GRAFCET dun point de vue du systme

Chapitre 2

2 - Exercice rsoudre : Systme de formage de pices en tle.

Fonctionnement :

Loprateur place la pice sur le plateau et appuie sur le bouton poussoir m pour lancer le cycle suivant : Dplacement de la pice pour la mettre sous le pilon par la rotation du plateau. Formage de la pice : Avance de la matrice Descente du pilon Monte du pilon Recul de la matrice.Questions:

1 - Donner les tches du systme, sans prciser la technologie utilise, en les exprimant par des verbes linfinitif. 2 - Sur le tableau suivant, indiquer la condition de dbut et la condition de fin pour chaque tche.N de la tche Description de la tche Cette tche dbute si Cette tche prend fin si

3 - Donner le GRAFCET dun point de vue du systme relatif au fonctionnement donn.

44

Leon n 2 : Le GRAFCET dun point de vue du systme

Chapitre 2

Savoir plus : LES ASCENSEURS LECTRIQUESLe moteur lectrique fut utilis dans les ascenseurs partir des annes 1880. Les premiers ascenseurs lectriques furent fabriqus en 1887 l'initiative de l'inventeur allemand Werner von Siemens. Mue par un moteur lectrique plac sous son plancher, la cabine mise au point par Siemens coulissait le long des glissires l'aide d'engrenages pignons. Pendant les douze annes qui suivirent, l'usage d'ascenseurs lectriques quips d'engrenages vis reliant le moteur et le tambour se gnralisa, sauf dans les btiments trs hauts. Sur le tambour d'un ascenseur, la longueur du cble de levage, et donc la hauteur laquelle peut s'lever la cage, est limite par la taille du tambour. Cette limitation et les difficults de fabrication ont empch l'utilisation des mcanismes tambour dans les gratte-ciel. Les avantages de l'ascenseur lectrique - efficacit, cots d'installation relativement faibles et vitesse pratiquement constante quelle que soit la charge - incitrent cependant les inventeurs chercher des moyens d'utiliser l'nergie lectrique des fins motrices dans les gratte-ciel. Des contrepoids combins des poulies entranes lectriquement rsolurent le problme.

systme de contrle moteur dascenseur lectrique tambour (treuil)

rampe de guidage

cble ou systme de cble cage

cabine dascenseur

systme de freinage

contrepoids

amortisseur au sol

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CHAPITRE 3 LA PROJECTIONORTHOGONALE ET LA COTATION DIMENSIONNELLE

NOTIONS IMPORTANTES - DISPOSITION DES VUES - CORRESPONDANCE DES VUES - CHOIX DES VUES - COTATION DIMENSIONNELLE

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

LA PROJECTION ORTHOGONALE ET LA COTATION DIMENSIONNELLEI - MISE EN SITUATION :1) Activit de dcouverte

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif Cale rglable en hauteur a) Prsentation du systme :

Le dessin densemble suivant reprsente une cale rglable en hauteur utilise pour positionner des pices par rapport un plan horizontal. La rotation de la vis molete 6 assure le dplacement vertical de la borne 2.b) Travail demand :

Colorier sur les deux vues du dessin ci-dessous les parties visibles des pices suivantes : a) Corps N1 en bleu b) Borne N2 en rouge

c) Semelle N3 en vert d) Coulisseau N4 en jaune

47

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

II - A PROJECTION ORTHOGONALE :1) Rappel a) Dfinition de la projection orthogonale :

Cest la projection perpendiculaire de lobjet sur un plan de projection parallle une face de lobjet reprsenter.b) Disposition et correspondance des vues :

Rainure en U

Entaille

En observant cette pice suivant les diffrentes flches indiques, on obtient la disposition suivante des diffrentes vues de la pice.

48

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

c) Choix des vues :

On choisit les vues reprsentatives comportant le moins de parties caches.

Charnire

Retenons1- En pratique un objet est dfini compltement par un nombre minimal de vues. 2- Reprsenter les dtails du dessin simultanment sur les trois vues en utilisant les lignes de projection, soit directement ou travers la charnire.2) Application sur le corps de la cale rglable

Le corps (1) de la cale rglable en hauteur est obtenu par enlvement de la matire partir dun volume mtallique en forme de paralllpipde rectangle. Afin de faciliter sa reprsentation on va procder par tapes.

49

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

50

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

3) Terminologie a) Pices de formes prismatiques :

b) Pices de rvolution

51

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

III - COTATION DIMENSIONNELLECoter une pice cest indiquer ses dimensions ( linaires ou angulaires ) relles en mm sur le dessin.a) Exemple 1 : Cote

Ligne dattache Ligne de cote

b) Exemple 2 :

IV - ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUESRaliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

V - EXERCICES DAPPLICATIONS1 - Exercice rsolu :

Donnes : On donne le support-galet par une reprsentation en perspective et trois vues incompltes. 52

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

Travail demand : 1) Complter les trois vues 2) Faire la cotation dimensionnelle : Cotation dencombrement Cotation de forme et de position du perage suprieur. SUPPORT DE GALET

53

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

Rsolution de lexercice

54

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

2 - Exercices rsoudre Exercice N1 : Complter pour chacune des tapes suivantes la reprsentation de la pice en projection

orthogonale.

Soustraction des volumes

P rojection orthogonale

55

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

Exercice N2

Prsentation : On donne la pice chape reprsente par une photo, un dessin en perspective et une projection orthogonale par trois vues.

Entaille

Rainure en U

Dessin en prespective de la chape

56

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

Travail demand : 1) Complter : la vue de face, la vue de gauche et la vue de dessous. 2) Coter lentaille, la rainure en U.

57

La projection orthogonale et la cotation dimensionnelle

Chapitre 3

SAVOIR PLUS Plan dhabitationAutrefois, les architectes dessinaient les plans manuellement, en utilisant un matriel de dessin, tels que :Ts, querres, crayons, compas, gommes, . Lvolution technologique a permis aux architectes lexploitation doutils informatiques adquats et performants, permettant une meilleure prsentation en moins de temps. Lexemple suivant reprsente le plan architectural dune habitation dessine laide dun logiciel de DAO (dessin assist par ordinateur).

58

CHAPITRE 4LES FONCTIONS LOGIQUES DE BASELEON N 1

Introduction aux fonctions logiques de base

NOTIONS IMPORTANTES NOTIONS DE FONCTION LOGIQUE DE BASE : - FONCTION OUI - FONCTION NON - FONCTION ET - FONCTION OU

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

INTRODUCTION AUX FONCTIONS LOGIQUES DE BASEI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte :

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif :

Systme : Mini-perceuse avec support.

La mini-perceuse permet de raliser des perages, de faibles diamtres, sur une plaque de circuit imprim. Laction sur un interrupteur S entrane le fonctionnement du moteur M de ce systme. Au relchement de S, la mini perceuse sarrte. Le tableau suivant traduit le fonctionnement du moteur M. Bouton poussoir S Non actionn Actionn A larrt En marche Moteur M

60

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

Conclusion :

On remarque que le bouton poussoir de commande S ne peut prendre que deux tats physiques : S actionn ou S non actionn ; ces deux tats on associe deux tats logiques tels que : Si le bouton poussoir S est actionn : On associe S ltat logique vrai. Si le bouton poussoir S est non actionn : On lui associe ltat logique faux.

Convention :

Les tats vrai et faux sont le plus souvent remplacs par des chiffres 1 et 0. Ltat faux est reprsent par 0 et ltat vrai par 1.

II - VARIABLES BINAIRES1) Dfinition

Une variable logique, appele aussi binaire, est une grandeur qui ne peut prendre que deux tats logiques auxquels on associe les valeurs binaires 0 et 1.Exemple

Dans le cas de la mini-perceuse : Le bouton poussoir S est actionn, alors on lui attribue la valeur binaire 1 Le bouton poussoir S nest pas actionn, alors on lui attribue la valeur binaire 0 Le moteur lectrique M est en marche, alors on lui attribue la valeur binaire 1 Le moteur lectrique M est larrt, alors on lui attribue la valeur binaire 0Etat Valeur binaire (ou logique)

Actionn Bouton poussoir S Non actionn En fonctionnement Moteur M A larrt

S=1 S=0 M=1 M=0

2) Variables dentre

On associe aux organes de commande (bouton poussoir, capteur, interrupteur, etc) du systme, le nom de variables dentre. 61

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

Exemples :

1- Au bouton poussoir dune mini-perceuse, on associe la variable logique S . 2- Pour le systme suivant, les variables dentre sont : l10,l11,l20,l21, l30, et l31l30 l31 C3 l20 l21

RservoirDoseur

C1 EV l10 l11Tapis T

C2

RemplissageCapteur de position

Bouchage

Systme de remplissage et de bouchage de bouteillesMoteur lectrique

3) Variable de sortie

On associe aux actionneurs et aux practionneurs (Lampe, sonnerie, moteur) du systme, le nom de variables de sortie.Exemple :

Au moteur de la mini-perceuse, on associe la variable de sortie M.

III - FONCTION LOGIQUEDfinition dune fonction logique

Une fonction logique est une relation entre une ou plusieurs variables binaires dentre et une variable binaire de sortie.

62

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

IV - LES FONCTIONS LOGIQUES DE BASE1) Fonction OUI ou galit (YES en anglais) : a) Enonc

On se propose de commander une sonnerie de maison H par un bouton poussoir S. Le fonctionnement est tel que : Si on appuie sur S la sonnerie retentit. Si on relche S la sonnerie sarrte. Schma explicatifSonnerie HInterrupteur S

Neutre

Phase

b) Table de vrit

La table de vrit permet danalyser le fonctionnement du systme. Cest un tableau rsumant les tats logiques des variables de sortie prenant en compte tous les tats logiques possibles des variables dentre. Notons que lon a une variable dentre et deux lignes dans la table de vrit. On a une ligne par combinaison des valeurs binaires des variables dentre.

S 0 1

H 0 1

Il y a identit entre les tats logiques de S et H.

63

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

c) Equation logique

Cest la forme la plus condense dcriture dune fonction logique. H=S On lit H gal Sd) Schma lectrique contacts

Le schma lectrique contacts est une illustration en logique cble de la fonction logique tudie. Les variables dentre sont reprsentes par des contacts.+ S H

e) Symbole logique

Cest une expression graphique normalise dune fonction logique.OU S

1

H

S

H

Symbole europen f) Dfinition de la fonction OUI

Symbole amricain

Ltat logique de la variable de sortie est toujours gal celui de la variable dentre.g) Exemples dapplication Sonnerie du lyce. Klaxon de la voiture. Chignole lectrique. Vitre lectrique de la voiture. Lampe de bureau. h) Notion de chronogramme :

Un chronogramme est un graphe qui permet de visualiser en fonction du temps les tats logiques des sorties et des entres dun systme.

64

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

En runissant les diffrents chronogrammes, on peut tudier lvolution des comportements des variables de sortie prenant en compte les tats logiques des entres. Pour la fonction OUI, on obtient :S 1 0 H 1 0

Les ordonnes sont gradues en 0 et 1 logiques Au niveau bas(Low), on associe le 0 logique ; au niveau haut(High), on associe le 1 logique

2) Fonction NON ou complmentation : (NOT en anglais)

Image de coffre ouvert de voiture

a) Enonc

Lintrieur du coffre dune voiture est clair par une lampe H qui sallume louverture de la porte de ce coffre. Elle steint lorsquon ferme cette porte (capteur S actionn). S : est un capteur de position qui commande la lampe H. Schma explicatifLampe H Capteur S

65

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

b) Table de vrit

S 0 1

H 1 0

Notons que lon a une variable dentre et deux lignes dans la table de vrit. On a une ligne par combinaison des valeurs binaires des variables dentre.

Il y a complmentation entre les valeurs binaires des variables S et H. Lorsque S=0, on a H=1 Quand S=1, on a H=0.c) Equation logique

H=S On lit H = S barre Les tats logiques des variables S et H sont dits complmentaires.d) Schma contacts

S est un contact de fin de course action mcanique. Il est reprsent dans la position ferme au repos. On dit que S est un contact normalement ferm (NF)

e) Symbole logique

Symbole europen

Symbole amricain

f) Dfinition de la fonction NON

Ltat logique de la variable de sortie est le complment logique de ltat de la variable dentre.

66

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

g) Exemple dapplication

La lampe dclairage de lintrieur dun rfrigrateur : Steint lorsque la porte est ferme : Contact S actionn. Sallume lorsque la porte est ouverte : Contact S libr.h) Chronogramme

Le chronogramme de la fonction NON est :S 1 0 H 1 0

3) Fonction ET ou produit logique (AND en anglais)

Photo de Rtroprojecteur

a) Enonc

Afin dassurer la scurit de lutilisateur et du systme rtroprojecteur, la lampe halogne H ne sallume que si : On appuie sur le bouton de mise en marche S1 ET On ferme le couvercle (contact S2 actionn)

67

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

Schma explicatifLampe H

Interrupteur S1

Capteur S2 Neutre

Phase

b) Table de vrit S1 0 0 1 1 S2 0 1 0 1 H 0 0 0 1

Notons que lon a deux variables dentre et quatre lignes dans la table de vrit.

H sallume si S1 et S2 sont simultanment actionns. c) Equation logique

H = S1.S2 On lit : S1 ET S2d) Schma contacts

Remarque : S1 et S2 sont branchs en srie S1 est un contact reprsent dans la position ouvert au repos. On dit que S1 est un contact normalement ouvert (NO). 68

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

e) Symbole logique

f) Dfinition de la fonction ET :

Ltat de la variable de sortie H est ltat logique 1 si et seulement si toutes les variables dentre sont ltat logique 1.g) Exemples dapplication : Exemple 1 :

Les trains lectriques sont quips dun dispositif de scurit qui ne permet le dmarrage du train que si toutes les portes sont fermes.Exemple 2 :

Pour des raisons de scurit, le circuit lectrique dune machine de dcoupage de la tle est command par deux boutons poussoirs (espacs) branchs en srie. La machine ne fonctionne que si les deux mains de louvrier appuient simultanment sur les deux boutons poussoirs.h) Chronogramme :

Le chronogramme de la fonction ET est :

S1 1 0 S2

H 1 0

69

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

i) Proprits de la fonction ET :

Elles permettent de simplifier des expressions logiques.0 : lment absorbant 1 : lment neutre Idempotence Complmentation Commutativit Associativit

A.0=0

A.1=A

A.A=A

A.A=0

A.B=B.A

A . B . C= A .(B . C) = (A . B) . C

j) Activits de travaux pratiques :

Les proprits prcdentes peuvent tre vrifies travers les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

4) Fonction OU ou somme logique (OR en anglais)

Porte dimmeuble

a) Enonc

La serrure H dune porte dimmeuble est commande par un bouton poussoir S1 situ prs de la serrure OU, sparment, par dautres boutons S2 , S3 , S4 , S5 , placs dans chaque tage. Pour faciliter ltude, on sintressera uniquement au fonctionnement de la serrure par S1 ou S2.

70

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

Schma explicatifSerrure H Interrupteur S1 Neutre

Interrupteur S2 Phase

b) Table de vrit S1 0 0 1 1 S2 0 1 0 1 H 0 1 1 1

Notons que lon a deux variables dentre et quatre lignes dans la table de vrit

H fonctionne lorsque, au moins un bouton est actionn.c) Equation logique

H = S 1 + S2 On lit : S1 OU S2d) Schma contacts

Remarque : S1 et S2 sont branchs en paralllee) Symbole logique

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Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

f) Dfinition de la fonction OU :

La variable de sortie est ltat logique 1 si et seulement si au moins une de ses variables dentre est ltat logique 1.g) Exemple dapplication

Le circuit lectrique dune administration, permet aux diffrents agents dappeler le chaouch, partir de leurs bureaux, par simple appui sur un bouton poussoir. Lappel est obtenu par le fonctionnement dune sonnerie.h) Chronogramme

i) Proprits de la fonction OU :

Elles permettent de simplifier des expressions logiques.0 : lment neutre 1 : lment absorbant Idempotence Complmentation Commutativit Associativit

A+0=A

A+1=1

A+A=A

A+A=1

A+B=B+A A+B+C= A +(B + C) = (A + B) + C

j) Activits de travaux pratiques :

Raliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.5) Ecriture dune table de vrit

Rappelons que : pour une seule variable dentre S1, on a deux lignes dans la table de vrit, reprsentant les combinaisons possibles des valeurs binaires que peut prendre cette variable. S1 Nombre de combinaisons de S1 = 2 0

1

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Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

pour deux variables dentre S 1 et S 2 , on a quatre lignes dans la table de vrit,

reprsentant les quatre combinaisons possibles des valeurs binaires que peuvent prendre ces variables.S1 0 0 1 1 S2 0 1 1 0

Nombre de combinaisons de S1 et S2 = 4

Considrons le cas de trois variables dentre. Lajout S1 et S2 dune troisime variable S3, exige un nombre de combinaisons tenant compte des quatre combinaisons des deux variables S1 et S2 prcdentes. pour S3=0

On a :

S3

S2 0 0 1 1 S2 0 0 1 1

S1 0 1 1 0 S1 0 1 1 0

Do

S3 0 0 0 0 S3 1 1 1 1

S2 0 0 1 1 S2 0 0 1 1

S1 0 1 1 0 S1 0 1 1 0

0

pour S3=1

On a :

S3

Do

1

S3 La table de vrit complte est alors : 0 0 0 0 1 1 1 1

S2 0 0 1 1 1 1 0 0

S1 0 1 1 0 0 1 1 0

Dune faon gnrale, le nombre de combinaisons de n variables dentre est gal 2nExemples : cas de 3 variables on a : 23 = 8 combinaisons cas de 4 variables on a : 24 = 16 combinaisons

73

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

V - EXERCICES DAPPLICATIONS

1- Exercices rsolus :Exercice N1

a) Mettre en quation le schma lectrique contacts.Schma lectrique contacts Equation

H 1 = S1.(S2 + S3)

b) Reprsenter le schma contacts relatif lquation logique suivanteEquation + Schma lectrique contacts S1S2 S3

H2

H 2 = S1.S2 + S3

Exercice N2

a) Mettre en quation le logigramme. (Logigramme : On reprsente lquation en utilisant les symboles logiques).Logigramme Equation

H 3 = (S1 + S2).(S1 + S2)

74

Leon n 1 : Introduction aux fonctions logiques de base

Chapitre 4

b) Traduire lquation logique suivante par un logigrammeEquation Logigramme

H 4 = S1.S2 + S1.S2

2 - Exercices rsoudre :Exercice N1 Etablir, sur votre cahier dexercices, les schmas contacts correspondant aux quations suivantes :

H 1 = S1.S2 + S3 H 2 = (S1 + S2 ). S3

Exercice N2 Etablir, sur votre cahier dexercices, les logigrammes correspondant aux quations suivantes :

H 1 = S1.S2 + S3 H 2 = (S1 + S2). S3

75

CHAPITRE 4LES FONCTIONS LOGIQUES DE BASE

LEON N2

Reprsentation et simulation

NOTIONS IMPORTANTES REPRSENTER ET SIMULER UNE FONCTION : - EN TECHNOLOGIE LECTRONIQUE - EN TECHNOLOGIE PNEUMATIQUE

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

REPRSENTATION ET SIMULATION DES FONCTIONS LOGIQUES DE BASEI - Circuit logiqueLa ralisation dune fonction logique peut tre obtenue en utilisant les diffrentes technologies suivantes : Electrique Electronique Pneumatique

II - Reprsentation en technologie lectronique1) Prsentation des circuits intgrs logiques

Les fonctions logiques sont reprsentes par des oprateurs appels portes logiques. Ces portes se prsentent sous forme de circuits intgrs.

Un circuit intgr logique comprend gnralement plusieurs portes logiques. Il est prsent dans un botier comme celui qui est dessin ci-dessus. Celui-ci possde 14 broches. Dautres en ont 16 (ou plus). Une gorge ou rainure sert de repre pour lidentification des broches. La rfrence du circuit intgr est inscrite sur le botier.

Vue de dessus

Il y a deux grandes familles de circuits intgrs logiques : Famille 1 : Circuit intgr TTL (reconnu par la rfrence 74 x x) TTL : signifie Transistor Transistor Logic La tension nominale dalimentation est : 5V 0,5V (ne jamais lever la tension au del de 7V) 77

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

La puissance moyenne absorbe est de lordre de 10mW par porte. Famille 2 : Circuit intgr CMOS (reconnu par la rfrence 40 x x).

Ces circuits se distinguent par une consommation nettement plus faible que celle des circuits TTL. La dissipation par porte est de lordre de : 2.5 mW. La tension nominale dalimentation est comprise entre 3 et 18V.

Brochage des circuits intgrs TTL et CMOS.Circuit intgr TTL Circuit intgr CMOS

78

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

2) Reprsentation de la fonction NON

Le circuit intgr utilis est le 7404. Il comprend 6 portes NON

Masse

Quand le bouton poussoir S est relch, la broche (13) est en lair. Le potentiel de la broche 13 est flottant. Alors le niveau logique de la sortie H risque dtre incertain. Que faut-il faire ? Il faut forcer cette broche (13) (qui est relie la sortie du bouton poussoir) la masse travers un rsistor R. Ltat logique de la sortie H ne risque plus dtre hasardeux. La solution technologique adopter est reprsente par le schma suivant, o la broche (13) est lie travers le rsistor R la broche masse.

79

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

3) Reprsentation de la fonction ET

Le circuit intgr utilis est le 7408. Il comprend quatre portes ET .

Masse

4) Reprsentation de la fonction OU

Le circuit intgr utilis est le 7432. Il comprend quatre portes OU

Masse

80

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

III - Reprsentation en technologie pneumatiqueLes fonctions logiques sont reprsentes par des oprateurs appels portes logiques. Ces portes se prsentent sous forme de cellules pneumatiques.1) Diffrentes cellules Cellule OUI

La cellule OUI dlivre le signal de sortie S lorsque le signal de pilotage A est prsent. S=A

La prsence de la pression en A permet de vaincre la prsence de la pression en P (pression permanente), car la surface de contact de lair comprim est plus grande en A quen P . Le clapet est alors pouss vers la gauche : la pression la sortie est prsente en S. On a : A = 1 et S = 1 Labsence de la pression en A libre le clapet : La pression la sortie est absente. On a : A = 0 et S = 0Cellule NON

La cellule NON dlivre le signal de sortie S, ltat de repos de la cellule. Ce signal disparat lorsque le signal de pilotage apparat. S=A En labsence de signal pneumatique en A , le clapet est pouss par la prsence de la pression en P : la pression passe S . On a : A = 0 et S = 1 En prsence dune pression en A , le clapet est pouss vers la gauche, obturant larrive de lair comprim en P : La sortie est isole par rapport P A = 1 et S = 0 81

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

Cellule E T

La sortie S ne peut prendre la valeur 1 que si les deux signaux dentre A ET B sont prsents.

Cellule OU

La cellule OU dlivre un signal de sortie S si le signal A dentre OU le signal B dentre (ou les deux) sont prsents.

2) Schma de cblage a) Fonction OUI

82

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

b) Fonction NON

- H1 est un voyant pneumatique - S1 est un bouton poussoir pneumatique

Il existe des cellules pneumatiques embases indpendantes et dautres embases associables. La figure ci-contre montre une cellule OU embases associables.

Remarque : une cellule associable ncessite lemploi d : Une plaque dentre : repre 1 Une plaque de sortie : repre 3 Un corps de cellule (ou embase) : repre 2 . c) Fonction ET

H1 : voyant pneumatique I : cellule ET associable S1 et S2 : Boutons poussoirs pneumatiques.

83

Leon n 2 : Reprsentation et simulation

Chapitre 4

d) Fonction OU

H2 : voyant pneumatique J : cellule OU associable S1 et S2 : Boutons poussoirs pneumatiques.

Raliser les activits de travaux pratiques du manuel dactivits.

84

CHAPITRE 5LA REPRSENTATION EN COUPE ET LES FILETAGESLEON N1

La coupe simple

NOTIONS IMPORTANTES MODE OPRATOIRE DE LA COUPE - APPLICATIONS - EXERCICE RSOLU - EXERCICE FAIRE

85

Leon n 1 : La coupe simple

Chapitre 5

LA COUPE SIMPLEI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte :

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif : vrin double effet a) Prsentation :

Notre tude portera sur lquerre de fixation du vrin pneumatique double effet sur le plan de travail. Dessin en perspective de lquerre

vrin pneumatique double effet avec querreb) Reprsentation de lquerre en projection orthogonale :

86

Leon n 1 : La coupe simple

Chapitre 5

II - REPRSENTATION DUNE PIECE EN COUPE SIMPLE Afin de rendre visibles les dtails cachs (les formes intrieures), on ralise une coupe simple, selon les tapes suivantes : Retenons Choisir le plan de coupe passant par les dtails montrer

Enlever par la pense la partie de la pice qui existe entre lobservateur et le plan de coupe. Projeter la partie restante sur un plan.

Cest la vue de face en coupe de notre dessin projete sur un plan P.

87

Leon n 1 : La coupe simple

Chapitre 5

Reprsenter la vue de face en coupe et tracer ses hachures Indiquer le plan de coupe sur la vue de dessus ou sur la vue de droite par un trait daxe

renforc aux deux extrmits ; Indiquer le sens dobservation par deux flches en trait fort ; Reprer ce plan par deux mmes lettres majuscules ; Dsigner la vue en coupe par les mmes lettres que le plan de coupe, (A-A, B-B, C-C, )

88

Leon n 1 : La coupe simple

Chapitre 5

III - EXERCICES DAPPLICATIONS

1) Exercice rsolu

Le bureau dachat de votre entreprise veut passer une commande de fabrication de 1000 bagues (voir activit de dcouverte). Vous tes charg de produire le dessin de cette bague pour le joindre au cahier des charges de la commande. Ce dessin est dfini par sa vue de dessus, sa vue de gauche et sa vue de face incomplte. On vous demande de complter la vue de face en coupe A-A.

89

Leon n 1 : La coupe simple

Chapitre 5

Corrig de lexercice :

A-A

90

Leon n 1 : La coupe simple

Chapitre 5

2) Exercice rsoudre :

On donne ci-dessous le dessin incomplet dune bride de fixation par sa vue de face, sa vue de gauche et sa vue de dessus. A fin de dfinir correctement toutes les formes de cette bride, on vous propose de complter : La vue de face La vue de gauche en coupe B-B. La vue de dessus.

91

CHAPITRE 5LA REPRSENTATION EN COUPE ET LES FILETAGESLEON N 2

LES FILETAGES

NOTIONS IMPORTANTES - PICE FILETE - PICE TARAUDE - ASSEMBLAGES - APPLICATIONS

Leon n 2 : Les filetages

Chapitre 5

LES FILETAGESI - Exemple introductif : Vrin double effet 1) Rappel sur les lments filets: a) Filetage extrieur:

La pice filete est appele vis . Exemples rels de vis

Vis tte hexagonale (H)

Pice perce et filete

Vis tte cylindrique hexagonale creuse (CHC)

b) Filetage intrieur ou taraudage :

La pice taraude est appele crou . Exemples rels dcrous

93

Leon n 2 : Les filetages

Chapitre 5

Trou taraud dbouchant :

Trou taraud borgne :

II - EXERCICES DAPPLICATIONS :1) Exercice rsolu : .............................................. .............................................. ...........................................

Travail demand :

a) Dsigner les lments indiqus par les flches. b) Colorier : La vis en bleu. Lcrou en rouge. c) Coter la longueur du filetage de la vis. 94

Leon n 2 : Les filetages

Chapitre 5

Solution : Fond du perage Fin du taraudage Bout de la vis

432) Exercice rsoudre

a) Reprsenter sur les trois vues le trou taraud dfini ci-dessous ( La vue de face est en coupe ). Diamtre nominal : 18 mm Profondeur du taraudage : 25 mm b) Coter le trou taraud (cotes de forme et de position).

95

Leon n 2 : Les filetages

Chapitre 5

Savoir plus : PRESSE TYPOGRAPHIQUE

Premire presse dimprimerie : Les premires presses dimprimerie taient vis, tout comme les pressoirs employs par les fermiers pour fabriquer de lhuile dolive. Le systme vis crou permet de multiplier normment leffort de lhomme. Compares aux machines daujourdhui, elles taient lentes, produisant seulement 250 exemplaires par heure. La machine utilise pour transfrer de lencre dune plaque (ou forme) dimpression sur une feuille est appele une presse. Les premires presses typographiques en bois, comme celles du XVIe sicle, fonctionnent avec un systme de vis de serrage conu pour exerer une pression sur la forme dimpression, place face vers le haut sur un plateau horizontal, le marbre. Le papier, gnralement humect, est appuy contre les caractres par une surface mobile, appele platine. Les parties suprieures des montants de la presse sont gnralement bloques contre le plafond de sa cavit. Aprs lencrage de la forme, la platine est visse vers le bas, jusqu ce quelle touche la forme. La presse est quipe de rails grce auxquels la forme peut sortir de la presse puis revenir sur le marbre, sans quil soit ncessaire de relever la platine trs haut. Lopration est cependant longue et fastidieuse, et une telle presse ne peut produire quenviron 250 impressions par heure, et sur une seule face la fois.

96

CHAPITRE 6 LE DESSIN DENSEMBLE

NOTIONS IMPORTANTES - LECTURE DUN DESSIN DENSEMBLE - RGLES DE REPRSENTATION

Le dessin densemble

Chapitre 6

LE DESSIN DENSEMBLEI - MISE EN SITUATION1) Activit de dcouverte

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif : Cl de plombier

Cette cl, permet un plombier de serrer ou de desserrer un crou (non reprsent sur le dessin). Cette cl est reprsente par sa photo ci-contre, par son dessin densemble en trois vues : face, gauche et dessus et par sa nomenclature ( voir page suivante ). On se propose de colorier sur les trois vues et sur la nomenclature du dessin densemble : La vis de manuvre en rouge. Les guides en bleu.

II - LECTURE DUN DESSIN DENSEMBLE1) Dfinition :

Le dessin densemble est une reprsentation qui regroupe toutes les pices dun mcanisme. Il reprsente la disposition relative et la forme des pices et donne des ides gnrales sur le fonctionnement du mcanisme.2) Rgles de reprsentation dun dessin densemble :

Le dessin densemble est reprsent en une ou plusieurs vues avec les dtails ventuels, sur un document de format normalis ( A0, A1, A2, A3, A4 ). Ce document comporte aussi : Un cartouche ; Une nomenclature Le cartouche est un tableau dessin gnralement en bas du format. Il permet lidentification et lexploitation du document.

98

Le dessin densemble

Chapitre 6

La nomenclature est une liste complte des pices constituant lensemble, qui prcise pour chacune delles le repre, le nombre, la dsignation, la matire et les ventuelles observations.

3) Lecture du dessin densemble de la cl du plombier : a) Fonctionnement

La rotation dans un sens ou dans lautre du manche (4) fix sur la vis de manuvre (3) par lcrou (7), entrane les mors (1) et (2) en translation pour les rapprocher ou les loigner par lintermdiaire des guides (5).b) Etude technologique

Remplissons le tableau suivant en se rfrant au dessin densemble et sa nomenclature. Questions- Pourquoi le manche (4 ) est-il en bois? - Lger. - Isolant - Pour assurer la translation du mors (1) par rapport (2).

Rponses

- Pourquoi a-t-on utilis deux guides ?

- Justifier la forme cylindrique du manche(4)? - Pour faciliter la manuvre. - Quel est le rle de lcrou (7). - Donner lutilit du filetage gauche et du filetage droite sur la pice (3). - Citer dautres cas demploi de filetages gauche. - Donner la signification des deux traits tracs main leve sur les pices (3) et (4) - Assembler les pices (4) et (6) avec (3). - Pour obtenir les dplacements opposs des mors (1) et (2) sur la vis (3). - Tendeur de cble ; dtendeur de la bouteille de gaz - Les pices (3) et (4) sont trs longues et ne changent ni de forme ni de dimensions : Donc une reprsentation entire pourrait encombrer le dessin.

99

Le dessin densemble

Chapitre 6

100

Le dessin densemble

Chapitre 6

III - APPLICATIONa) Mise en situation :

Systme : Etau de bricolage. Ltau de bricolage, reprsent par son dessin densemble, permet dimmobiliser des petites pices entre ses deux mors. Cet tau peut se fixer temporairement sur le bord dune table de travail laide de la vis (11).b) Travail demand :

b1 Sur le dessin densemble, colorier les parties visibles : Du mors fixe (3) en vert De la vis de manuvre (1) en rouge Des plaquettes de serrage (5) en jaune

b2 Poursuivre le coloriage sur la nomenclature en utilisant les couleurs prcdentes.

b3 Complter sur la nomenclature la dsignation des pices (1), (5) et (11).

b4 Donner la fonction des vis (4).

b5 Donner la fonction des embouts (9).

b6 Reprsenter la vis de manuvre (1) lchelle 1:1 par les vues ncessaires sa dfinition.

101

Le dessin densemble

Chapitre 6

b7 Reprendre la reprsentation de la vis 1 en utilisant un logiciel de DAO, exemple Autosketch.

102

Le dessin densemble

Chapitre 6

103

CHAPITRE 7LES FONCTIONS LECTRONIQUES

NOTIONS IMPORTANTES - FONCTION ADAPTATION - FONCTION REDRESSEMENT - FONCTION FILTRAGE - FONCTION STABILISATION

Les fonctions lectroniques

Chapitre 7

LES FONCTIONS LECTRONIQUESI - Mise en situation :1) Activit de dcouverte :

Raliser lactivit de dcouverte du manuel dactivits.2) Exemple introductif : Systme : Mini-perceuse du laboratoire

Problme : Le moteur de la mini-perceuse du laboratoire fonctionne sous une tension de 18V en courant continu. La tension utilise est celle du rseau de la STEG qui fournit une tension de 220V en courant alternatif. Quutilise-t-on pour exploiter la tension du secteur ?

Solution : On utilise un convertisseur lectrique qui permet de convertir la tension alternative du rseau ( STEG ) en une tension continue trs basse tension ( TBT ) pour la rendre compatible avec les caractristiques du moteur de la mini-perceuse.

Cest lalimentation stabilise

105

Les fonctions lectroniques

Chapitre 7

II - Fonctions lmentaires dune alimentation stabilisePour raliser cette alimentation, il faut : Abaisser la tension du rseau pour ladapter la tension dalimentation du moteur. Cest la fonction transformation ou adaptation en tension. Convertir cette nouvelle tension en une tension aussi continue que possible.1) Fonction adaptation

La fonction adaptation est assure par un transformateur. (Quest ce quun transformateur ?)a) Rle

Un transformateur est un dispositif technique capable dlever ou dabaisser une tension alternative. Il est constitu principalement par :Circuit magntique

Un circuit magntique. Deux enroulements qui forment :

Le primaire : Lenroulement alimenter par le rseau STEG. Le secondaire : Lenroulement qui dlivre la tension dsire.

U1 U2

Enroulement primaire

Enroulement secondaire

b) Forme commerciale :

(Exemple de transformateur de faible puissance : 220V/24V-50HZ-50VA)

106

Les fonctions lectroniques

Chapitre 7

c) Symbole

d) Forme du signal dentre et de sortie

U1

t

Tension alternative 220 v ~

Adapter

Tension alternati