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TPE……………..PPCST
Le cadre des TPE:
2 heures par semaine de septembre à janvier
Semaine 1 2h de cours3h de TP
3h de PPCST
Semaine 2 2h de cours1h synthèse - 3h de TP
2h de PPCST
Semaine 3 2h de cours4h de TP
2h de PPCST
Semaine 4 2h de cours4h de TP - 1h synthèse
1h de PPCST
La répartition se fait suivant les besoins en gardant un équilibre sur la durée
4 semaines 8h de PPCST
La spécificité des sciences de l’ingénieur:
Principes
fondamentaux
Solutions
technologiques
Lois et modèles
Génie
Conception
Idée
La spécificité des sciences de l’ingénieur:
La production doit donner lieu à:
Un dossier et Une maquette
Utiliser et gérer l’énergie solaire
L’intégration dans les thèmes nationaux:
Génération d’énergie Création et produit
Amélioration Evolution d’un produit
Energie renouvelable: Utilisation du soleil
Risques naturels et technologiques
Rendre le robot tondeur plus autonome
énergétiquement par utilisation d’énergie
photovoltaïque
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Création et produitRisques naturels et technologiques
Génération d’énergie
EcologieEconomie
ChimieEPS
FrançaisGéographie
HistoireLangues
MathsPhysique
SVTSI
Energie
Informations
Panneaux solaires embarqués
Panneaux solaires sur la borne de recharge
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Répartition de la classe en 8 groupes: A,B,C,D,E,F,G et H
Dont 5 sur le robot tondeur: A,B,C,D et E
Groupes A et B Groupes C,D et E
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Documents préparatoires
Activités, mise en œuvre TPE – PPCST
Objectif: Rendre le robot tondeur Husqvarna autonome du point de vue énergétique en utilisant l’énergie photovoltaïque provenant du soleil pour recharger les batteries.
Information et énergie: - Alimenter - Distribuer - Convertir - Transmettre
Principe de la transformation de la lumière en énergie électrique
Une démarche: Tous les groupes
Pluridisciplinarité Lois et modèles
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Le principe général d’utilisation de l’énergie solaire
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Courbes d’une cellule photovoltaïque Carte de France d’ensoleillement
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Une démarche: Les groupes A et C (Embarqué et borne)
Le choix du panneau solaire
Besoins en énergie (En parallèle avec des TP)
Possibilités suivant ensoleillement
Choix d’une surface de panneau
Pluridisciplinarité Différents types de photopiles
Pluridisciplinarité
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Une démarche: Les mêmes groupes A et C
La validation de la solution
Comparaison des contraintes encombrement et mobilité
Choix des panneaux
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Une démarche: Le groupe A (panneaux embarqués)
La mise en place sur la tondeuse
Réalisation d’une maquette virtuelle du nouveau capot de la tondeuse
Deux capots articulés portant chacun un panneau
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Une démarche: Deux autres groupes B et D
La recharge de la batterie
Différents types de batteries Principe charge et décharge
Pluridisciplinarité
Choix de la batterie
Panneau embarqué 2 Batteries NiCd
Poste de charge Batterie au plomb + Onduleur
L’onduleur est nécessaire pour alimenter les boucles de pilotage
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Une démarche: Les deux groupes B et D
La recharge de la batterie
Réalisation des maquettes des cartes électroniques de charge
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Une démarche: Tous les 5 groupes du robot tondeur
Synthèse - Comparaison des deux solutions
Les connaissances acquises sont partagées entre tous les groupes
Panneau solaire embarqué Panneau sur plot de chargePas de retour chargeur : gain d’énergie Plus besoin d’alimentation secteur
Nécessite deux batteries NiCd pour un fonctionnement permanent
Le panneau peut-être placé suivant la meilleure exposition, protection
Le déplacement de la masse des deux panneaux (5kg) consomme de l’énergie
Nécessite un onduleur pour alimenter les boucles de pilotage
La capacité de charge est fonction du terrain (nombreux arbres)
Nécessite une batterie au plomb
L’encombrement du robot tondeur est sensiblement augmenté
La borne peut avoir une autre utilité (éclairage de nuit par exemple)
Utiliser et gérer l’énergie solaire
Christian Chamayou