Transcript projet piscine - ACCUEIL Collège de Bourganeuf
Niveau : 4 ième Confort & Domotique : La piscine Organisation de la classe ou du groupe : 4 x 5 élèves Améliorer son confort d’utilisation: - Chauffer l’eau de façon écologique en produisant une énergie renouvelable .
- Gérer automatiquement son éclairage.
Sécuriser la piscine : - Protéger l’accès à la piscine.
Dialogue entre l’utilisateur et le système - Informer le système des désirs de l’utilisateur - Informer l’utilisateur du bon fonctionnement du système.
De quelle façon pouvons-nous exploiter, le plus longtemps possible, l’utilisation de notre piscine en toute sécurité ?
I) Comment améliorer son confort d’utilisation ?
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment chauffer l’eau avec le soleil ?
Isolation
Comment associer les principes physiques précédents pour chauffer de l'eau ?
Comment communiquer nos travaux et solutions retenues ?
Comment chauffer le plus d'eau possible sur une surface donnée ? (prototype)?
Comment chauffer l’eau au bon moment ?
Quels sont les différents connecteurs de la partie commande ?
Le choix des composants et leur câblage
Quel scénario mettre en œuvre pour réaliser la programmation de cette fonction ?
- Comment gérer automatiquement son éclairage ?
Le schéma bloc fonctionnel Le choix des composants et leur câblage
Quel scénario mettre en œuvre pour réaliser la programmation de cette fonction ?
II) Comment sécuriser la piscine ?
- Comment protéger l’accès à la piscine ?
Le choix des composants et leur câblage
Quel scénario mettre en œuvre pour réaliser la programmation de cette fonction
?
III) Comment communiquer entre l’utilisateur et le système ?
- Quelles informations l’utilisateur doit-il transmettre au système?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche le système domotique global ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche la fonction alarme ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche la fonction chauffage ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche la fonction éclairage ?
- Quelles informations le système doit-il transmettre à l’utilisateur ?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt du système ?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt de l’alarme ?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt du chauffage?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt de l’éclairage ?
Quelles informations le système peut-il donner à l’utilisateur sur l’environnement de la piscine ?
- Quelle forme donner à l’interface homme/machine ?
Quelles sont les composants électroniques qui assurent le dialogue homme/machine ?
Quelle est la taille de ces composants ?
Quelles indications doit-elle posséder ?
Quelle forme donner à cette interface pour quelle soit esthétique et réalisable au collège ?
- Comment aider l’utilisateur à se servir correctement du système domotique ?
Quelles informations doit contenir une notice d’utilisation ?
Quel est le moyen pour renseigner les utilisateurs étrangers sur l’utilisation du système?
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment chauffer l’eau avec le soleil ?
Influence de la couleur Cette séance peut être proposée en parallèle du cours de technologie par le professeur de physique. Recherche de l’influence de la couleur pour chauffer de l’eau. Les élèves recherchent eux-mêmes la mise en place de l’expérience: Recherche de l’influence de la couleur pour chauffer de l’eau.
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment chauffer l’eau avec le soleil ?
Cette séance peut être proposée en parallèle du cours de technologie par le professeur de physique. Recherche de l’influence de la couleur pour chauffer de l’eau. Les élèves recherchent eux-mêmes la mise en place de l’expérience : recherche de l’effet de serre.
L’effet de serre
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment chauffer l’eau avec le soleil ?
Cette séance peut être proposée en parallèle du cours de technologie par le professeur de physique. Recherche de l’influence de la couleur pour chauffer de l’eau. Les élèves recherchent eux-mêmes la mise en place de l’expérience : recherche de l’effet miroir.
Effet miroir
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment associer les principes physiques précédents pour chauffer de l'eau ? (Maquette) A partir d’une boîte à chaussures, d’une bouteille d’eau et divers matériaux apportés par les élèves, ils réalisent la maquette qui permet d’associer les principes physiques vus précédemment : sac poubelle noir pour « l’effet corps noir », film plastique transparent pour « l’effet de serre », papier d’aluminium pour « l’effet miroir », coton pour l’isolation.
A la suite des tests de tous les capteurs, on analyse celui qui est monté le plus en température.
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment associer les principes physiques précédents pour chauffer de l'eau ? (Maquette) Un capteur complet. Un capteur où il manque l’effet de serre.
Capteur où il y a tous les principes physiques mais l’agencement de ceux-ci ne donne pas un capteur performant.
Groupe n° Noms : Compte-rendu d’expérience : Comment chauffer l’eau avec le soleil ?
Classe : Date : Décrire le problème posé et l’hypothèse émise : ________________________________________________________________________ Exposer le protocole d’expérimentation : __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ Photo Présenter les résultats expérimentaux : Graphique : Tableau : Critique et conclusion : _________________________________________________________________________
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment communiquer nos travaux et solutions retenues ?
Les élèves réalisent sur le tableur/grapheur le compte rendu de leur test et présentent un diaporama de leur étude.
Comment chauffer l’eau de façon écologique ?
Comment chauffer le plus d'eau possible sur une surface donnée ? (prototype) Éléments pour réaliser le prototype Prototype monté Pour réaliser le prototype, les élèves ont à prendre un boîtier, 2,50 m de tuyau. Ils devront réfléchir sur le choix du reste des matériaux pour assurer le bon fonctionnement du capteur : la plaque-support, l’isolant, la vitre et réaliser l’agencement des tuyaux sans qu’ils se touchent.
Quels capteurs choisir ?
Energie Barrière infrarouge Vers une entrée de la partie commande Energie Capteurs Jour /nuit En vente sur www.conrad.fr
En présence de la nuit, le capteur transmet un signal « 1 » à l’entrée numérique de la partie commande
Mesure la lumière Capteurs Température Mesure la température Energie Energie Vers une entrée de la partie commande Vers une entrée de la partie commande Emetteur infrarouge Récepteur infrarouge
Si la barrière est coupée, le capteur transmet un signal « 1 » à l’entrée numérique de la partie commande
En vente sur http://www.allwan.fr/
Cette sonde mesure la température, le capteur transmet un signal numérique (ensemble de « 0 » et « 1 » ) proportionnel à la température . Il est branché à l’entrée numérique de la partie commande
Capteurs de présence Vers une entrée de la partie commande Récepteur infrarouge
En présence d’un obstacle, le capteur transmet un signal « 1 » à l’entrée numérique de la partie commande
En vente sur www.conrad.fr
Emetteur infrarouge Energie Bouton poussoir
Si l’on appui sur le bouton poussoir, le capteur transmet un signal « 1 » à l’entrée numérique de la partie commande
Energie Emetteur infrarouge Vers une entrée de la partie commande
Quels capteurs choisir ?
Capteur d’ouverture
Quand l’aimant est séparé de l’ILS, le capteur transmet un signal « 1 » à l’entrée numérique de la partie commande, on le place sur une ouverture, porte …
aimant ILS En vente sur www.conrad.fr
Energie Vers une entrée de la partie commande Quels actionneurs choisir ?
Energie de la sortie moteur Vient d’une sortie moteur de la partie commande Pompe de circulation Vers la piscine Fait circuler l’eau du panneau solaire Le moteur tourne dans un sens en fonction de la valeur programmé Capteur fin de course Contact
Quand le contact est actionné, le capteur transmet un signal « 1 » à l’entrée numérique de la partie commande
En vente sur www.conrad.fr
Energie Vers une entrée de la partie commande Energie Vient d’une sortie de la partie commande Signal sonore Alarme En présence d’un « 0 », le signal sonore retenti Energie Vient d’une sortie de la partie commande Eclairage extérieur Eclairage En présence d’un « 0 », l’éclairage s’allume
Quels sont les différents connecteurs de la partie commande ?
Partie commande du système Mise en marche par l’utilisateur Alimentation en énergie des capteurs et actionneurs Alimentation en énergie du système 4 Entrées analogiques 0 à 5V Câble de programmation vers le port USB de l’ordinateur 8 Sorties numériques « 1 » et « 0 » logique 8 Entrées numériques « 1 » et « 0 » logique 2 Sorties moteurs Composant où est stocké le programme du système domotique, il commande les sorties en fonction de la valeur des entrées Exemple de modèle du commerce
Comment chauffer l’eau au bon moment ?
1ère étape : Le schéma bloc fonctionnel Energie capteurs température de l’eau de la piscine E0 partie commande du système S6 pompe de circulation de l’eau chaude 2ème étape : Le choix des composants et leur câblage Energie partie commande du système 3ème étape : La programmation L’avantage d’un système programmable , est qu’une fois le câblage terminé, on peut changer facilement le fonctionnement en modifiant uniquement la programmation. Comme par exemple faire tourner plus ou moins vite la pompe en fonction de différente température de l’eau de la piscine … Oui Début température La température est-elle bonne ?
Non Arrêter la pompe Alimenter la pompe Fin température pompe de circulation de l’eau chaude Capteurs de température
Utilisation du logiciel Picaxe Programming editeur
1.1
. Lors du premier lancement du programme, sélectionner le mode « PICAXE-28X1 » dans les options, puis aller sur l’onglet "Langue", sélectionner "Français", et enfin sélectionner le port série com3. Fermer la fenêtre en cliquant sur "OK ». Pour s’entraîner à la maison vous pouvez le télécharger gratuitement sur http://www.rev-ed.co.uk/software/bas805.exe
1.2
. Créer un nouveau diagramme en fonction de votre scénario en utilisant les bons numéros d’entrée et de sortie du bloc fonctionnel et enregistrer le dans votre compte.
Bloc fonctionnel Coté « humain » Capteur porte = E3 Coté « machine » Porte ouverte? => Pin3=1?
Energie Barrière infrarouge E2 Partie commande du système S2 Alarme E3 Capteur ILS porte Oui Déclencher l’alarme pendant 10s Porte ouverte ?
Non Alarme = S2 alarme sonne => High 2 Attendre 10 s => wait 10 alarme muette => Low 2
1.3
. Simuler votre programme en vérifiant le déroulement de votre scénario en utilisant le bouton « Simulate » et en actionnant les boutons des entrées pour visualiser l’état des sorties. Entrée 3 actionnée Porte ouverte simulée
1.4
. Allumer la maquette et transférer le programme de l’ordinateur vers la mémoire du microcontrôleur Sortie 2 actionnée Alarme sonne simulée
1.5
. Vérifier sur la maquette si votre scénario fonctionne.
Lancer la programmation
1.6
. Identifier sur la plaque électronique, les différents modules correspondant aux besoins de votre scénario en vérifiant le fonctionnement des voyants et en s’aidant des vues d’ensemble de la maquette et des modules câblés.
Comment allumer l’éclairage extérieur au bon moment ?
1ère étape : Le schéma bloc fonctionnel Energie Capteurs Jour /nuit EA0 Partie commande du système S4 Eclairage extérieur Capteurs de présence E6 3ème étape : La programmation L’avantage d’un système programmable , est une fois le câblage terminé, on peut changer facilement le fonctionnement en modifiant uniquement la programmation. Comme par exemple faire clignoter la lampe, l’éteindre automatiquement après 10 secondes, ...
Début éclairage 2ème étape : Le choix des composants et leur câblage Oui Une personne est-elle présente ?
Non Energie Eteindre l’éclairage extérieur Oui Non Fait-il nuit ?
Capteurs Jour /nuit Allumer l’éclairage extérieur Eclairage extérieur Fin éclairage Capteurs de présence Partie commande du système
Comment protéger l’accès à la piscine?
1ère étape : Le schéma bloc fonctionnel Energie Barrière infrarouge E2 Partie commande du système S2 Alarme E3 Capteur ILS porte 2ème étape : Le choix des composants et leur câblage Barrière infrarouge 3ème étape : La programmation L’avantage d’un système programmable , est une fois le câblage terminé, on peut changer facilement le fonctionnement en modifiant uniquement la programmation. Faire sonner pendant un certain temps, par intermittence … Energie Alarme Début intrusion Oui Déclencher l’alarme pendant 10s Oui Barrière infra rouge coupée ?
Porte ouverte ?
Déclencher l’alarme pendant 10s Non Non Fin intrusion Capteur ILS porte Partie commande du système
Circuit programmable Liaison vers le PC
Vue d’ensemble des modules câblés
Emetteur barrière infrarouge Eclairage extérieur Buzzer Récepteur barrière infrarouge Capteurs de présence Capteurs Jour /nuit Bouton poussoir Energie Interrupteur de mise en marche Capteurs de télécommande
Capteur ILS porte
Vue d’ensemble de la maquette
Emetteur barrière infrarouge Bouton poussoir Capteurs de présence Moteur, pompe de circulation de l’eau Capteur de température Récepteur barrière infrarouge Capteur Jour /nuit Buzzer Eclairage extérieur
III) Comment communiquer entre l’utilisateur et le système ?
- Quelles informations l’utilisateur doit-il transmettre au système ?
Vous avez la possibilité de câbler au système programmable plusieurs capteurs et actionneurs permettant le dialogue avec l’utilisateur. Les capteurs Bouton poussoir Récepteur de télécommande infrarouge Interrupteur Les actionneurs Diode électroluminescente Afficheur LCD La télécommande permet d’envoyer plusieurs ordres à la partie commande Haut parleur piézoélectrique
III) Comment communiquer entre l’utilisateur et le système ?
Vous devez réaliser un boîtier de commande qui s’intégrera agréablement dans le salon de l’utilisateur, mais avant sa réalisation vous devez vous poser certaines questions pour connaître les différents composants électroniques que vous avez besoin d’intégrer : - Quelles informations l’utilisateur doit-il transmettre au système ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche le système domotique global ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche la fonction alarme ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche la fonction chauffage ?
De quelle façon l’utilisateur met-il en marche la fonction éclairage ?
- Quelles informations le système doit-il transmettre à l’utilisateur ?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt du système ?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt de l’alarme ?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt du chauffage?
De quelle façon le système informe l’utilisateur de la mise en marche /arrêt de l’éclairage ?
Quelles informations le système peut-il donner à l’utilisateur sur l’environnement de la piscine ?
- Quelle forme donner à l’interface homme/machine ?
Quelles sont les composants électroniques qui assurent le dialogue homme/machine ?
Quelle est la taille de ces composants ?
Quelles indications doivent apparaître sur cette interface à coté de ces composants?
Quelle forme donner à cette interface pour quelle soit esthétique et réalisable au collège ?
- Comment aider l’utilisateur à se servir correctement du système domotique ?
Quelles informations doit contenir une notice d’utilisation ?
Quel est le moyen pour renseigner les utilisateurs étrangers sur l’utilisation du système ?